JP2019121065A - Abnormality sign diagnostic apparatus, abnormal sign diagnostic method and abnormal sign diagnostic program - Google Patents

Abnormality sign diagnostic apparatus, abnormal sign diagnostic method and abnormal sign diagnostic program Download PDF

Info

Publication number
JP2019121065A
JP2019121065A JP2017254344A JP2017254344A JP2019121065A JP 2019121065 A JP2019121065 A JP 2019121065A JP 2017254344 A JP2017254344 A JP 2017254344A JP 2017254344 A JP2017254344 A JP 2017254344A JP 2019121065 A JP2019121065 A JP 2019121065A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
abnormality
time
processing unit
measurement values
parallel processes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017254344A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7042082B2 (en
Inventor
白石 朋史
Tomofumi Shiraishi
朋史 白石
嘉成 堀
Yoshinari Hori
嘉成 堀
山本 浩貴
Hirotaka Yamamoto
浩貴 山本
近藤 晃弘
Akihiro Kondo
晃弘 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2017254344A priority Critical patent/JP7042082B2/en
Priority to PCT/JP2018/044649 priority patent/WO2019131017A1/en
Publication of JP2019121065A publication Critical patent/JP2019121065A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7042082B2 publication Critical patent/JP7042082B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring

Abstract

To efficiently diagnose multiple parallel processes.SOLUTION: An abnormality sign diagnostic apparatus according to the present invention comprises: a pre-processing unit that acquires, in time series, measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing, and regards the measured values of multiple parallel processes acquired as measured values in one process; and a classification unit that classifies measurement values regarded as measurement values in one process by the pre-processing unit. More specifically, the pre-processing unit associates a plurality of different virtual times included in a predetermined time width with one another with respect to measured values for which the actual times actually obtained are the same among the measurement values acquired from each of the parallel processes, and the classification unit regards that the measurement value is acquired at virtual time.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、異常予兆診断装置、異常予兆診断方法及び異常予兆診断プログラムに関する。   The present invention relates to an abnormality prognostic diagnosis device, an abnormality prognostic diagnosis method, and an abnormality prognostic diagnosis program.

機器が劣化し正常に稼働できなくなると、その機器を修理・更新することになる。修理・更新が計画的に実行できれば問題はない。しかしながら、大規模な生産ラインに組み込まれている機器が突然停止したような場合、その修理・更新は、予想外の手間及び費用を必要とし、企業経営に大きな影響を及ぼす。そこで、機器が本格的な異常に陥る前にその予兆を検出し、予防的に修理・更新を行うことが重要である。   If the device is degraded and can not operate normally, it will be repaired / updated. There is no problem if repairs and updates can be performed systematically. However, in the case where equipment incorporated in a large-scale production line suddenly shuts down, its repair and renewal require unexpected labor and cost, which has a great impact on business management. Therefore, it is important to detect the sign before the device falls into a full-fledged abnormality and to perform repair and update preventively.

特許文献1の診断装置は、プラントの診断に先立ち、プラントが正常であることが既知である時点においてプラントから取得した状態量を用いて、正常モデルを構築しておく。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類されるか否かを判定する。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類される場合、プラントは正常である旨を表示する。当該診断装置は、診断対象時点においてプラントから取得した状態量が、正常モデルに分類されない場合、プラントは過去に経験したことがない未知状態である旨を表示する。   Prior to diagnosis of a plant, the diagnostic device of Patent Literature 1 constructs a normal model using state quantities acquired from the plant at a time when it is known that the plant is normal. The diagnostic device determines whether or not the state quantities acquired from the plant at the time of diagnosis are classified into the normal model. The said diagnostic device displays that a plant is normal, when the state quantity acquired from the plant at the diagnosis target time is classified into a normal model. The diagnostic device displays that the plant is in an unknown state which has not been experienced in the past, when the state quantity acquired from the plant at the time of diagnosis is not classified into the normal model.

国際公開第2012/073289号International Publication No. 2012/073289

実際のプラントにおいては、同一の工程が複数並列する場合が多い。例えば、原料A及び原料Bを反応装置内で混合し製品Cを生産する工程が複数(多い場合には数十〜数百)並列し、生産計画に応じて、そのうちの一部又は全部が稼働する。このような場合、並列する工程のうちのある工程で異常が発生した場合、他の工程においても同じ種類の異常が発生していることが多い。プラントの保守者としては、並列している工程に異常が発生しているか否か、また、発生しているとすれば具体的にどのような異常が発生しているかを一度に知りたい。   In an actual plant, a plurality of identical steps are often arranged in parallel. For example, a plurality of (several tens to several hundreds in many cases) steps of mixing the raw material A and the raw material B in the reactor to produce the product C are performed in parallel, and some or all of them are operated according to the production plan Do. In such a case, when an abnormality occurs in one of the parallel steps, the same type of abnormality often occurs in the other steps. As a plant maintenance person, I would like to know at a time whether or not an abnormality has occurred in parallel processes, and if an abnormality has occurred, specifically what kind of abnormality has occurred.

しかしながら、特許文献1の診断装置は、プラント内に複数の工程が存在する場合であっても、それらのうち、どの工程とどの工程が並列するか、そして、どの工程とどの工程が直列するかという関係を特に認識しない。その結果、当該診断装置は、並列する複数の工程の診断結果を個別に出力することになる。結局、保守者が並列する複数の工程のそれぞれを診断しようとすると、診断回数が複数回に亘り、それぞれの診断結果を一覧することができず、それらの診断結果間の共通性を知ることもできない。
そこで、本発明は、複数の並列する工程の診断を効率的に行うことを目的とする。
However, even if there are a plurality of processes in the plant, the diagnostic device of Patent Document 1 determines which process and which process are in parallel among them, and which process and which process are in series. I do not particularly recognize the relationship. As a result, the diagnostic device individually outputs diagnostic results of a plurality of parallel steps. After all, when a maintenance person tries to diagnose each of a plurality of processes in parallel, the number of diagnoses is multiple, and it is not possible to list each diagnostic result, and it is also possible to know the commonality among those diagnostic results. Can not.
Therefore, an object of the present invention is to efficiently diagnose a plurality of parallel steps.

本発明の異常予兆診断装置は、同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を並列工程ごとに時系列で取得し、取得した複数の並列工程の計測値を、1つの工程における計測値と看做す前処理部と、前処理部が1つの工程における計測値と看做した計測値を分類する分類部と、を備えることを特徴とする。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
The abnormality symptom diagnostic device of the present invention acquires measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing in time series for each parallel process, and obtains the acquired measurement values of the plurality of parallel processes in one process And a classification unit that classifies the measurement value regarded as the measurement value in one process by the pre-processing unit.
Other means will be described in the form for carrying out the invention.

本発明によれば、複数の並列する工程の診断を効率的に行うことができる。   According to the present invention, diagnosis of a plurality of parallel steps can be performed efficiently.

異常予兆診断装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of an abnormality sign diagnostic device. プラントの構成を説明する図である。It is a figure explaining the composition of a plant. 計測値の分類を説明する図である。It is a figure explaining classification of measurement value. 実時刻及び仮想時刻を説明する図である。It is a figure explaining real time and virtual time. 計測値情報を説明する図である。It is a figure explaining measurement value information. 並べ替え後計測値情報を説明する図である。It is a figure explaining the measurement value information after rearrangement. 仮想時刻及び仮想工程導入の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of virtual time and virtual process introduction. 仮想時刻及び仮想工程導入の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of virtual time and virtual process introduction. 適応共鳴理論を用いたクラスタリングを説明する図である。It is a figure explaining clustering using an adaptive resonance theory. 異常度及び寄与度を説明する図である。It is a figure explaining abnormality and contribution. 処理手順のフローチャートである。It is a flowchart of a processing procedure. 異常度・寄与度情報を説明する図である。It is a figure explaining abnormality degree and contribution degree information. 診断結果情報を説明する図である。It is a figure explaining diagnostic result information.

以降、本発明を実施するための形態(“本実施形態”という)を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、化学製品を生産するプラントの診断を行う例である。しかしながら、本発明は、それ以外の対象にも適用可能である。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings and the like. The present embodiment is an example of diagnosing a plant that produces a chemical product. However, the present invention is also applicable to other objects.

(異常予兆診断装置の構成)
図1に沿って、異常予兆診断装置1の構成を説明する。異常予兆診断装置1は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置11、入力装置12、出力装置13、主記憶装置14、補助記憶装置15及び通信装置16を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置15は、計測値情報31、異常度・寄与度情報32及び診断結果情報33を格納している。
(Configuration of abnormal sign diagnostic equipment)
The configuration of the abnormality symptom diagnosis device 1 will be described with reference to FIG. The abnormality symptom diagnosis device 1 is a general computer, and includes a central control device 11, an input device 12, an output device 13, a main storage device 14, an auxiliary storage device 15, and a communication device 16. These are mutually connected by a bus. The auxiliary storage device 15 stores measurement value information 31, abnormality degree / contribution degree information 32, and diagnosis result information 33.

主記憶装置14における、前処理部21、分類部22及び後処理部23は、プログラムである。以降において、“○○部は”と動作主体を記した場合、それは、中央制御部11が補助記憶装置15から“○○部”での処理に使用する情報を読み出して主記憶装置14に記憶したうえで、後記する処理を実行することを意味する。異常予兆診断装置1は、通常、プラント監視センタ(図示せず)等に配置される。   The preprocessing unit 21, the classification unit 22, and the post-processing unit 23 in the main storage device 14 are programs. In the following, when an operation subject is described as "○○ part is", it reads information used by the central control unit 11 from the auxiliary storage device 15 for processing in the "○○ part" and stores it in the main storage device 14 In addition, it means performing the processing to be described later. The abnormality symptom diagnosis device 1 is usually disposed in a plant monitoring center (not shown) or the like.

本実施形態のプラント2は、化学製品を生産する設備の集合であり、複数の並列する工程を有する(詳細後記)。計測・制御装置3は、プラント2の各所に配置されたセンサ等から、流量、温度、圧力等の計測値を取得し、ネットワーク4を介して又はネットワーク4を介さず直接、計測値を異常予兆診断装置1に送信する。計測・制御装置3は、流量、温度、圧力等の計測値がそれらの目標値となるように、プラント2の配管に配置されている弁の開度等を制御する。   The plant 2 of the present embodiment is a set of equipment for producing chemical products, and has a plurality of parallel steps (details will be described later). The measurement / control apparatus 3 acquires measurement values such as flow rate, temperature, pressure, etc. from sensors etc. arranged in various places of the plant 2, and directly outputs measurement values through the network 4 or without using the network 4. It transmits to the diagnostic device 1. The measurement and control device 3 controls the opening degree and the like of the valve disposed in the pipe of the plant 2 so that the measured values of the flow rate, the temperature, the pressure and the like become their target values.

(プラント)
図2に沿って、プラント2の構成を説明する。プラント2は、全体として、原料A及び原料Bを反応させて製品Cを生産する。より細かく見れば、工程PR1、工程PR2及び工程PR3が、この生産を並列的に分担する。工程PR1、工程PR2及び工程PR3の上流には、原料Aを貯蔵するタンク41及び原料Bを貯蔵するタンク42が存在し、下流には、製品Cを貯蔵するタンク43が存在する。
(plant)
The configuration of the plant 2 will be described with reference to FIG. The plant 2 reacts the raw material A and the raw material B as a whole to produce a product C. In more detail, the process PR1, the process PR2, and the process PR3 share this production in parallel. A tank 41 for storing the raw material A and a tank 42 for storing the raw material B are present upstream of the process PR1, the process PR2 and the process PR3, and a tank 43 for storing the product C is present downstream.

工程PR1に注目する。原料Aは、タンク41からポンプ44A及びバルブ45Aを経由して反応装置46に送られる。原料Bは、タンク42からポンプ44B及びバルブ45Bを経由して反応装置46に送られる。反応装置46は、原料A及び原料Bを反応させて製品Cを生産する。製品Cは、タンク43に送られる。反応装置46の反応速度は、反応装置46の温度によって変化する。反応装置46は冷却装置(図示せず)を有しており、冷却水の流量は、バルブ47の開度によって制御される。   Focus on the process PR1. The raw material A is sent from the tank 41 to the reactor 46 via the pump 44A and the valve 45A. The raw material B is sent from the tank 42 to the reactor 46 via the pump 44B and the valve 45B. The reactor 46 reacts the raw material A and the raw material B to produce a product C. The product C is sent to the tank 43. The reaction rate of the reactor 46 varies with the temperature of the reactor 46. The reactor 46 has a cooling device (not shown), and the flow rate of the cooling water is controlled by the opening degree of the valve 47.

バルブ45Aと反応装置46との間の配管に流量計F1Aが配置されている。流量計F1Aは、原料Aの流量を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3(図1)は、バルブ45Aの開度を制御する。バルブ45Bと反応装置46との間の配管に流量計F1Bが配置されている。流量計F1Bは、原料Bの流量を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3は、バルブ45Bの開度を制御する。圧力計P1は、反応装置46の圧力を計測する。反応装置46の出口に温度計T1が配置されている。温度計T1は、反応装置46の出口の温度を計測し、その計測値に基づいて、計測・制御装置3は、バルブ47の開度を制御する。すると、反応装置46に流入する冷却水の流量が変化する。
工程PR2及びPR3についても、同様である。
A flow meter F1A is disposed in a pipe between the valve 45A and the reactor 46. The flow meter F1A measures the flow rate of the raw material A, and based on the measured value, the measurement / control device 3 (FIG. 1) controls the opening degree of the valve 45A. A flow meter F1B is disposed in a pipe between the valve 45B and the reactor 46. The flow meter F1B measures the flow rate of the raw material B, and based on the measured value, the measurement / control device 3 controls the opening degree of the valve 45B. The pressure gauge P1 measures the pressure of the reactor 46. A thermometer T1 is disposed at the outlet of the reactor 46. The thermometer T1 measures the temperature at the outlet of the reaction device 46, and the measurement / control device 3 controls the opening degree of the valve 47 based on the measured value. Then, the flow rate of the cooling water flowing into the reactor 46 is changed.
The same applies to steps PR2 and PR3.

(同一の複数の並列工程)
前記で明らかなように、本実施形態における並列する工程とは、次のような特徴を有する複数の工程であり、以降“並列工程”とも呼ばれる。
・工程のそれぞれが、同種の処理(例えば原料Aと原料Bを反応させて製品Cを生産する処理)を行う。
・工程のそれぞれが、同種の装置(例えば、ポンプ、バルブ及び反応装置)を有する。
・工程のそれぞれが、他の工程と並列に配置されている。
・工程のそれぞれにおいて、センサが、同種の状態量(例えば、流量、圧力及び温度)を取得する。
(Identical multiple parallel processes)
As is apparent from the above description, the paralleling process in the present embodiment is a plurality of processes having the following features, and is also referred to as "parallel process" hereinafter.
Each of the steps performs the same type of treatment (for example, treatment of reacting the raw material A and the raw material B to produce the product C).
Each of the processes has the same type of equipment (eg, pumps, valves and reactors).
Each of the steps is arranged in parallel with the other steps.
-In each of the steps, the sensor obtains the same state quantities (e.g. flow rate, pressure and temperature).

(計測値の分類)
図3に沿って、計測値の分類を説明する。本実施形態の異常予兆診断装置1は、クラスタリング技術の1つである適応共鳴理論(Adaptive Resonance Theory)を用いて、計測値を複数のカテゴリに分類する。適応共鳴理論を用いた分類については、特許文献1にも記載されている。計測値は、一般的に時系列のベクトルである。ベクトルの各成分は、流量、圧力、温度等の計測値である。異常予兆診断装置1は、多次元空間にこれらのベクトルを示す点を描画し、その位置が近接するもの同士を同じカテゴリに分類する。
(Classification of measurement values)
Classification of measurement values will be described with reference to FIG. The abnormality predictor diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment classifies measurement values into a plurality of categories using an adaptive resonance theory which is one of clustering techniques. Classification using adaptive resonance theory is also described in Patent Document 1. The measurement values are generally time series vectors. Each component of the vector is a measured value of flow rate, pressure, temperature, and the like. The abnormality symptom diagnostic device 1 draws points indicating these vectors in a multi-dimensional space, and classifies those points whose positions are close to each other into the same category.

図3の横軸は、上図51においても下図52においても時間である。図3の縦軸は、上図51においては計測値であり、下図52においてはカテゴリである。横軸の時間は、プラント状態が正常であることが既知である正常期間、及び、プラント状態が正常であるか否かが既知ではない診断期間に分かれている。正常期間は、診断期間における計測値を比較する基準となる計測値のサンプルを収集する期間でもある。その意味で、正常期間は、“学習”期間とも呼ばれる。上図51において、ある工程における原料Aの流量の変化を示す実線のグラフFA、及び、当該工程における原料Bの流量の変化を示す破線のグラフFBが描画されている。反応装置の圧力及び出口温度も同時に計測されている。しかしながら、説明の単純化のために、ここでは、これらは捨象されている。   The horizontal axis in FIG. 3 is time in the upper view 51 and the lower view 52. The vertical axis in FIG. 3 is a measured value in the upper figure 51, and is a category in the lower figure 52. The time on the horizontal axis is divided into a normal period in which the plant state is known to be normal, and a diagnostic period in which it is not known whether the plant state is normal. The normal period is also a period for collecting a sample of measurement values that is a basis for comparing measurement values in a diagnosis period. In that sense, the normal period is also referred to as the "learning" period. In the upper diagram 51, a solid line graph FA showing changes in the flow rate of the raw material A in a certain process and a broken line graph FB showing the change in the flow rate of the raw material B in the relevant process are drawn. Reactor pressure and outlet temperature are also measured simultaneously. However, in order to simplify the explanation, these are omitted here.

グラフFA及びグラフFBは、両者に共通の警告上限値及び警告下限値の間で上下している。警告下限値から警告上限値までの範囲を、その中間値を境界線として“大”及び“小”に2分すると、以下のように、4種類の“大”及び“小”の組合せが想定され得る。
(FA,FB)=(大,小),(小,小),(小,大),(大,大)
The graph FA and the graph FB go up and down between a warning upper limit value and a warning lower limit value common to both. When the range from the warning lower limit value to the warning upper limit value is divided into “large” and “small” with the intermediate value as the boundary line, four combinations of “large” and “small” are assumed as follows: It can be done.
(FA, FB) = (Large, Small), (Large, Small), (Large, Large), (Large, Large)

正常期間のうち期間53の6つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(大,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ1”に分類し、分類結果である6つの“◆”を下図52に描画した。正常期間のうち期間54の4つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ2” に分類し、分類結果である4つの“◆”を下図52に描画した。正常期間のうち期間55の2つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,大)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを“カテゴリ3”に分類し、分類結果である2つの“◆”を下図52に描画した。   The combination was “(FA, FB) = (large, small)” at six points in period 53 of the normal period. Therefore, the abnormality symptom diagnosis device 1 classifies this combination into "category 1", and draws six "◆" which are classification results in the following figure 52. The combination was “(FA, FB) = (small, small)” at four points in period 54 of the normal period. Therefore, the abnormality symptom diagnosis device 1 classifies this combination into "category 2", and draws four classifications "◆" as the classification result in the following diagram 52. The combination was “(FA, FB) = (small, large)” at two time points 55 of the normal period. Therefore, the abnormality symptom diagnosis device 1 classifies this combination into "category 3", and draws two classifications "◆" in the following figure 52.

正常期間において、異常予兆診断装置1は、計測値をカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3のうちのいずれかに分類したことになる。これらのカテゴリ間における計測値の相違は、運転条件、運転環境等の相違に起因する。   In the normal period, the abnormal sign diagnostic device 1 classifies the measurement value into one of category 1, category 2 and category 3. The difference in measured values among these categories is attributable to differences in operating conditions, operating environment, and the like.

診断期間のうち期間56の3つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(小,小)”であった。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを既知の(学習済の)“カテゴリ2”に分類し、分類結果である3つの“◆”を下図52に描画した。診断期間のうち期間57の3つの時点において、組合せは、“(FA,FB)=(大,大)”であった。この組合せは、正常期間においては出現していない。そこで、異常予兆診断装置1は、この組合せを新規の“カテゴリ4”に分類し、分類結果である3つの“■”を下図52に描画した。なお、異常予兆診断装置1は、前記のように2種類の計測値の大小関係に基づき計測値の組合せを分類する他に、2種類の計測値の差分に基づき計測値の組合せを分類してもよい。   The combination was “(FA, FB) = (small, small)” at three points in period 56 of the diagnosis period. Therefore, the abnormality symptom diagnosis device 1 classifies this combination into the known (learned) "category 2", and draws three classifications "◆" which are classification results in the following diagram 52. The combination was “(FA, FB) = (large, large)” at three points in period 57 of the diagnosis period. This combination has not appeared in the normal period. Therefore, the abnormality symptom diagnostic device 1 classifies this combination into a new "category 4", and draws three "■" as classification results in the following diagram 52. In addition to classifying the combination of measured values based on the magnitude relationship between the two types of measured values as described above, the abnormality symptom diagnostic device 1 classifies the combination of measured values based on the difference between the two types of measured values. It is also good.

既存の技術においては、このような分類が並列工程のそれぞれについて実行される。説明の都合上、図4〜図7を飛ばして一時的に図8に進む。図8の左上図81、左中図82及び左下図83は、図3の上図51における2種類の計測値及び下図52における4つのカテゴリの関係を図示している。このうち、左上図81が図2の工程PR1に対応し、左中図82が図2の工程PR2に対応し左下図83が図2の工程PR3に対応している。   In the existing art, such classification is performed for each of the parallel steps. For convenience of explanation, FIG. 4 to FIG. 7 are skipped and the process temporarily proceeds to FIG. The upper left view 81, the left middle view 82, and the lower left view 83 of FIG. 8 illustrate the relationship between the two types of measurement values in the upper view 51 of FIG. 3 and the four categories in the lower view 52. Among them, the upper left diagram 81 corresponds to the process PR1 in FIG. 2, the middle left diagram 82 corresponds to the process PR2 in FIG. 2, and the lower left diagram 83 corresponds to the process PR3 in FIG.

図8の左上図81の座標平面の横軸は、原料Aの流量FAであり、縦軸は、原料Bの流量FBである。座標平面上には、カテゴリ1、カテゴリ2、カテゴリ3及びカテゴリ4を示す4つの球(クラスタ)が描画されている。なお、本実施形態における“球”は、2次元の円も含む。このうち、カテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3を示す球のそれぞれは、正常期間における計測値“(FA,FB)”を示す多くの点(図示せず)を含む。カテゴリ4を示す球は、診断期間における計測値を示す点“◎”を含む。異常予兆診断装置1のユーザ(プラントの保守者)は、左上図81を見て、工程PR1に未知の状態が発生していることを知る。ユーザは、当然工程PR2及び工程PR3の状態も知りたいと考える。しかしながら既存の技術では、そのためには並列工程ごとに画面を切り替えなければならない。仮に、すべての工程について一覧できる右図84があれば便利である。説明は、図4に戻る。   The horizontal axis of the coordinate plane of the upper left FIG. 81 of FIG. 8 is the flow rate FA of the raw material A, and the vertical axis is the flow rate FB of the raw material B. On the coordinate plane, four spheres (clusters) indicating category 1, category 2, category 3 and category 4 are drawn. The "sphere" in the present embodiment also includes a two-dimensional circle. Among them, each of the spheres indicating category 1, category 2 and category 3 includes many points (not shown) indicating measurement values "(FA, FB)" in a normal period. The sphere indicating category 4 includes a point “◎” indicating the measured value in the diagnosis period. The user (maintenance person of the plant) of the abnormality symptom diagnostic device 1 sees the upper left diagram 81 and knows that an unknown state occurs in the process PR1. The user naturally wants to know the state of the process PR2 and the process PR3. However, in the existing technology, in order to do so, the screen has to be switched for each parallel process. It is convenient if there is a right diagram 84 in which all processes can be listed. Description returns to FIG.

(実時刻及び仮想時刻)
図4に沿って、実時刻及び仮想時刻を説明する。実時刻とは、計測値がセンサ等によって計測された実際の時刻である。本実施形態では、ある実時刻において、並列する3つの工程で4種類の計測値が同時に測定される。仮想時刻とは、本実施形態の異常予兆診断装置1が、並列工程を同時に診断する目的で使用する、情報処理上の仮想的な時刻である。なお、実時刻は、例えば“t1”というように“t+数字1桁”で表され、仮想時刻は、例えば“t11” というように“t+数字2桁”で表される。
(Real time and virtual time)
The real time and the virtual time will be described along FIG. The actual time is an actual time when the measurement value is measured by a sensor or the like. In the present embodiment, four types of measurement values are measured simultaneously in three parallel steps at a certain actual time. The virtual time is a virtual time on information processing, which is used for the purpose of simultaneously diagnosing parallel processes by the abnormality predictor diagnostic apparatus 1 of the present embodiment. The actual time is represented, for example, by "t + one digit" such as "t1", and the virtual time is represented by "t + two digits" such as "t11".

いま、診断期間のある時点t1において実際に取得された工程PR1の原料Aの流量は、“F1A(t1)”と表される。ここで、“t1”は、実時刻である。同様に、時点t1において実際に取得された工程PR1の原料Bの流量は、“F1B(t1)” と表される。時点t1において実際に取得された工程PR1の反応装置の圧力は、“P1(t1)” と表される。時点t1において実際に取得された工程PR1の反応装置の出口の温度は、“T1(t1)” と表される。   Now, the flow rate of the raw material A of the process PR1 actually acquired at a certain time point t1 of the diagnosis period is represented as "F1A (t1)". Here, "t1" is an actual time. Similarly, the flow rate of the raw material B of the process PR1 actually acquired at time t1 is represented as "F1B (t1)". The pressure of the reactor of step PR1 actually acquired at time t1 is represented as "P1 (t1)". The temperature at the outlet of the reactor of step PR1 actually acquired at time t1 is represented as "T1 (t1)".

これらを成分とするベクトル“(F1A(t1),F1B(t1),P1(t1),T1(t1))”は計測値ベクトルと呼ばれる。同様に、時点t1における工程PR2の計測値ベクトル“(F2A(t1),F2B(t1),P2(t1),T2(t1))”が定義される。さらに、時点t1における工程PR3の計測値ベクトル“(F3A(t1),F3B(t1),P3(t1),T3(t1))”も定義される。t1以外の実時刻についても同様に計測値ベクトルが定義される。図4の上図61の横軸は、実時刻である。図4の上図61における破線の長方形のそれぞれが計測値ベクトルとして定義される。   Vectors “(F1A (t1), F1B (t1), P1 (t1), T1 (t1))” having these components as components are called measurement value vectors. Similarly, the measurement value vectors “(F2A (t1), F2B (t1), P2 (t1), T2 (t1))” of the process PR2 at time t1 are defined. Furthermore, the measurement value vectors “(F3A (t1), F3B (t1), P3 (t1), T3 (t1))” of the process PR3 at the time t1 are also defined. Measurement value vectors are similarly defined for real times other than t1. The horizontal axis of the upper diagram of FIG. 4 is the actual time. Each of dashed rectangles in the upper portion of FIG. 4 is defined as a measurement value vector.

本実施形態の異常予兆診断装置1は、図4の上図61における工程PR1の計測値ベクトル63に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t11”に置き換える。同様に、異常予兆診断装置1は、工程PR2の計測値ベクトル64に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t12”に置き換え、工程PR3の計測値ベクトル65に含まれる実時刻“t1”を仮想時刻“t13”に置き換える。異常予兆診断装置1は、実時刻“t2”及び“t3”についても同じ処理を行う。   The abnormality symptom diagnostic device 1 of the present embodiment replaces the actual time "t1" included in the measurement value vector 63 of the process PR1 in the upper diagram of FIG. 4 with the virtual time "t11". Similarly, abnormality predictor diagnostic apparatus 1 replaces actual time “t1” included in measured value vector 64 in process PR2 with virtual time “t12”, and substitutes actual time “t1” included in measured value vector 65 in process PR3. Replace with virtual time "t13". The abnormality symptom diagnostic device 1 performs the same processing for the actual times "t2" and "t3".

その後、異常予兆診断装置1は、実時刻が仮想時刻に置き換えられた計測値ベクトルを、図4の下図62に時系列で並べる。図4の下図62の横軸は仮想時刻である。このとき、“t1=t11<t12<t13<t2=t21<t22<t23<t3=t31<t32<t33”が成立するものとする。図4の下図62において、t11、t12、t13、t21、t22、t23、t31、t32及びt33のそれぞれの間の長さは任意であり、相互に等しい必要もないが、等間隔であることが望ましい(詳細後記)。   Thereafter, the abnormality symptom diagnosis device 1 arranges the measurement value vectors, in which the actual time is replaced with the virtual time, in time series in the lower diagram 62 of FIG. 4. The horizontal axis of the lower diagram 62 of FIG. 4 is a virtual time. At this time, it is assumed that “t1 = t11 <t12 <t13 <t2 = t21 <t22 <t23 <t3 = t31 <t32 <t33” holds. In the lower diagram 62 of FIG. 4, the length between each of t11, t12, t13, t21, t22, t23, t31, t32 and t33 is arbitrary and it is not necessary to equal each other, but it is equally spaced. Desirable (details below).

(計測値情報)
図5に沿って、計測値情報31を説明する。計測値情報31においては、工程ID欄101に記憶された工程IDに関連付けて、計測値ID欄102には計測値IDが、計測値種類欄103には計測値の種類が、実時刻欄104には実時刻が、計測値欄105には計測値が記憶されている。
工程ID欄101の工程IDは、並列工程を一意に特定する識別子である。
計測値ID欄102の計測値IDは、計測値を一意に特定する識別子である。本実施形態の計測値IDは、例えば“F1A(t1)”のように、それがどの実時刻におけるどの工程のどの種類の計測値であるかが直ちにわかるようになっている。
(Measurement value information)
The measurement value information 31 will be described with reference to FIG. In the measurement value information 31, in association with the process ID stored in the process ID column 101, the measurement value ID is in the measurement value ID column 102, and the type of measurement value is in the measurement value type column 103. The actual time is stored in the measurement value column 105, and the measurement value is stored in the measurement value column 105.
The process ID of the process ID column 101 is an identifier that uniquely identifies a parallel process.
The measurement value ID in the measurement value ID column 102 is an identifier that uniquely identifies the measurement value. The measurement value ID of this embodiment is such that it can be immediately known which kind of measurement value of which process at which real time it is such as “F1A (t1)”.

計測値種類欄103の計測値の種類は、“原料A流量”、“原料B流量”、“反応装置圧力”及び“反応装置出口温度”のうちのいずれかである。当然のことながら、計測値の種類は、プラントの内容によって異なる。ここに掲げたものは、あくまでも一例である。
実時刻欄104の実時刻は、前記した実時刻である。なお、流量は、単位時間当たりの体積又は質量で定義される。つまり、流量を計測するためには、ある時間幅(例えば5秒)が必要になる。ここでの実時刻は、そのような時間幅の始点の時刻を示す。
計測値欄105の計測値は、センサ等が計測した計測値そのものである。“#”は、異なる値を省略的に示している。なお、異常予兆診断装置1は、複数の並列工程を跨る同種のセンサが計測した計測値を、例えば0〜1の範囲に正規化しておくことが好ましい。なぜならば、同種の装置の同じ位置の計測値であっても、各並列工程で取り得る値の範囲が異なることがあるからである。
The type of measurement value in the measurement value type column 103 is any one of “raw material A flow rate”, “raw material B flow rate”, “reactor pressure” and “reactor outlet temperature”. Naturally, the type of measurement depends on the content of the plant. Those listed here are just an example.
The real time in the real time column 104 is the above-mentioned real time. The flow rate is defined as volume or mass per unit time. That is, to measure the flow rate, a certain time width (for example, 5 seconds) is required. The actual time here indicates the time of the start of such a time width.
The measurement values in the measurement value column 105 are the measurement values themselves measured by a sensor or the like. “#” Indicates different values in an abbreviated manner. In addition, it is preferable that the abnormal sign diagnostic apparatus 1 normalizes the measured value which the same kind of sensor which straddles a several parallel process measured, for example in the range of 0-1. The reason is that the measurement values of the same position of the same type of device may differ in the range of values that can be taken in each parallel process.

図5を見ると、例えば次のことがわかる。
・並列工程として、PR1、PR2及びPR3の3つが存在する。
・2017年10月10日10時00分00秒以降1分ごとに、F1A(t1)、F1B(t1)、P1(t1)及びT1(t1)というように、各工程において4種類の計測値が同時に計測されている。
For example, the following can be understood from FIG.
There are three parallel processes: PR1, PR2 and PR3.
・ 4 kinds of measurement value in each process such as F1A (t1), F1B (t1), P1 (t1) and T1 (t1) every one minute from 10:00 on October 10, 2017 Are measured at the same time.

(並べ替え後計測値情報)
図6に沿って、並べ替え後計測値情報31bを説明する。並べ替え後計測値情報31bにおいては、工程ID欄111に記憶された工程IDに関連付けて、計測値ID欄112には計測値IDが、計測値種類欄113には計測値の種類が、仮想時刻欄114には仮想時刻が、計測値欄115には計測値が、元計測値ID欄116には元計測値IDが記憶されている。
(Measurement value information after sorting)
The rearranged measurement value information 31b will be described with reference to FIG. In the rearranged measurement value information 31b, in association with the process ID stored in the process ID column 111, the measurement value ID is virtual in the measurement value ID column 112, and the type of measurement value is virtual in the measurement value type column 113. The virtual time is stored in the time column 114, the measured value is stored in the measured value column 115, and the original measured value ID is stored in the original measured value ID column 116.

工程ID欄111の工程IDは、図5の工程IDと同じである。しかしながら、ここでは、すべてのレコード(行)の工程IDは、“仮想工程”を示す“VPR1”になっている。“仮想工程”の語は、同種の装置が同種の処理を行う工程PR1、工程PR2及び工程PR3が、一体となって1つの工程と看做されていることを示す。   The process ID of the process ID column 111 is the same as the process ID of FIG. 5. However, here, the process ID of all the records (rows) is “VPR1” indicating “virtual process”. The term "virtual process" indicates that the process PR1, the process PR2, and the process PR3 in which the same type of apparatus performs the same process are collectively regarded as one process.

計測値ID欄112の計測値IDは、図5の計測値IDと同じである。しかしながら、ここでの計測値IDは、例えば“F1A(t11)”のように、それがどの仮想時刻におけるどの工程のどの種類の計測値であるかが直ちにわかるようになっている。
計測値種類欄113の計測値の種類は、“原料A流量”、“原料B流量”、“反応装置圧力”及び“反応装置出口温度”のうちのいずれかである。
The measurement value ID in the measurement value ID column 112 is the same as the measurement value ID in FIG. 5. However, the measurement value ID here is such as “F1A (t11)”, and it is possible to immediately know which kind of measurement value of which process at which virtual time.
The type of measurement value of the measurement value type column 113 is any one of “raw material A flow rate”, “raw material B flow rate”, “reactor pressure” and “reactor outlet temperature”.

仮想時刻欄114の仮想時刻は、前記した仮想時刻である。仮想時刻は、前記したように、異常予兆診断装置1に情報処理をさせるための仮想的な時刻であり、異常予兆診断装置1は、計測値が仮想時刻に取得されたものと看做す。
計測値欄115の計測値は、図5の計測値と同じである。
元計測値ID欄116の元計測値IDは、そのレコードが対応する図5のレコードの計測値ID(実時刻が仮想時刻に置き換わる前の計測値ID)である。
The virtual time in the virtual time column 114 is the virtual time described above. The virtual time is, as described above, a virtual time for causing the abnormal sign diagnostic apparatus 1 to process information, and the abnormal sign diagnostic apparatus 1 regards that the measured value is acquired at the virtual time.
The measured values in the measured value column 115 are the same as the measured values in FIG.
The original measurement value ID in the original measurement value ID column 116 is the measurement value ID of the record in FIG. 5 to which the record corresponds (the measurement value ID before the actual time is replaced with the virtual time).

(並列工程の認識)
異常予兆診断装置1は、計測値情報31(図5)の計測値の種類(原料A流量、原料B流量、反応装置圧力及び反応装置出口温度)を読み取る。そして、異常予兆診断装置1は、これらが工程PR1、PR2及びPR3に跨って同じであることを認識した結果、これらが並列工程であると認識し、これらに仮想工程の工程ID“VPR1”を付与する。その他にも、異常予兆診断装置1は、ユーザが入力装置12を介して、例えば複数の計測値IDを入力するのを受け付けることによって、並列工程を認識してもよい。図6においては、元計測値IDが含む実時刻(t1、t2及びt3)の境目に二重線が引かれている。これは、専ら説明の分かり易さのためのものであって、異常予兆診断装置1の処理内容とは無関係である。
(Recognition of parallel processes)
The abnormality symptom diagnostic device 1 reads the type (raw material A flow rate, raw material B flow rate, reactor pressure and reactor outlet temperature) of the measured value of the measured value information 31 (FIG. 5). Then, as a result of recognizing that these are the same across the processes PR1, PR2 and PR3, the abnormal sign diagnostic device 1 recognizes that these are parallel processes, and gives them the process ID “VPR1” of the virtual process. Give. In addition, the abnormality prognostic diagnostic device 1 may recognize the parallel process by accepting that the user inputs, for example, a plurality of measurement value IDs via the input device 12. In FIG. 6, a double line is drawn at the boundary of the actual time (t1, t2 and t3) included in the original measurement value ID. This is solely for the ease of understanding of the description, and has nothing to do with the processing content of the abnormality symptom diagnostic device 1.

図5及び図6を比較すると、例えば次のことがわかる。
・工程PR1についての実時間“t1”は、仮想時刻“t11”に置き換えられている。“t1”は、“2017年10月10日10時00分00秒”である。“t11”もまた、“2017年10月10日10時00分00秒”である。異常予兆装置1は、並列工程のうち任意の1つを選択し、当該工程については、仮想時刻を実時刻に一致させる。
By comparing FIGS. 5 and 6, for example, the following can be understood.
The real time “t1” for the process PR1 is replaced with the virtual time “t11”. "T1" is "10:00:00 on October 10, 2017". "T11" is also "10:00:00 on October 10, 2017". The abnormality prediction device 1 selects any one of the parallel processes, and makes the virtual time coincide with the real time for the process.

・工程PR2についての実時間“t1”は、仮想時刻“t12”に置き換えられている。“t1”が“2017年10月10日10時00分00秒”であるのに対し、“t12”は、“2017年10月10日10時00分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れについては、後記する。 The real time "t1" for the process PR2 is replaced with the virtual time "t12". While "t1" is "10:00 10:00 on Oct. 10, 2017", "t12" is "10:00 on Oct. 10, 2017". The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay will be described later.

・工程PR3についての実時間“t1”は、仮想時刻“t13”に置き換えられている。“t1”が“2017年10月10日10時00分00秒”であるのに対し、“t13”は、“2017年10月10日10時00分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れについても、後記する。 The real time "t1" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t13". While “t1” is “10:00 10:00 on October 10, 2017”, “t13” is “10:00:00 on October 10, 2017”. The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay will also be described later.

(変換時間差)
一旦、図5及び図6の説明から離れて、仮想時刻と実時刻との差について説明する。仮想時刻から実時刻を減算した差分を“変換時間差”と呼ぶ。前記の例では、異常予兆診断装置1は、各工程の変換時間差を、“(PR1,PR2,PR3)=(0秒,20秒,40秒)”としている。任意の1つの工程の変換時間差が“0秒”であることが好ましい。また、他の2つの工程の変換時間差は、同じではない方が好ましく、さらには、“(0秒,10秒,20秒)”、“(0秒,20秒,40秒)”のように、間隔が均等になっていることがより望ましい。
(Conversion time difference)
The difference between the virtual time and the real time will be described, leaving the explanation of FIGS. 5 and 6 once. The difference obtained by subtracting the real time from the virtual time is called "conversion time difference". In the above-mentioned example, the abnormal sign diagnostic apparatus 1 sets the conversion time difference of each process as “(PR1, PR2, PR3) = (0 seconds, 20 seconds, 40 seconds)”. Preferably, the conversion time difference of any one step is "0 seconds". Moreover, it is preferable that the conversion time difference between the other two steps is not the same, and furthermore, "(0 seconds, 10 seconds, 20 seconds)", "(0 seconds, 20 seconds, 40 seconds)" It is more desirable that the intervals be even.

しかしながら仮に、例えば実時間t1と次の実時間t2との間隔が60秒である場合、変換時間差が “(0秒,40秒,80秒)”になると、すべての工程の仮想時刻が、実時刻t1と次の実時刻t2との間に収まり切れなくなる。そこで、一般的には、異常予兆診断装置1は、変換時間差を“(PR1,PR2,PR3,・・・)=(0,p/q,2p/q,3p/q,・・・)“とするのが最も好ましい。ここで、pは、実時間の間隔であり、qは、並列工程の数である。p=60秒、及び、q=3が成立するとき、最も好ましい変換時間差は、前記のように“(PR1,PR2,PR3)=(0秒,20秒,40秒)”となる。この変換時間差を“標準時間差”と呼ぶ。前記した遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。   However, if, for example, the interval between the real time t1 and the next real time t2 is 60 seconds, and the conversion time difference becomes “(0 seconds, 40 seconds, 80 seconds)”, the virtual times of all steps are actually It can not be fit between time t1 and the next actual time t2. Therefore, in general, the abnormal sign diagnostic apparatus 1 converts the conversion time difference into “(PR1, PR2, PR3,...) = (0, p / q, 2 p / q, 3 p / q,. It is most preferable to Where p is the real time interval and q is the number of parallel steps. When p = 60 seconds and q = 3, the most preferable conversion time difference is "(PR1, PR2, PR3) = (0 seconds, 20 seconds, 40 seconds)" as described above. This conversion time difference is called "standard time difference". The above-mentioned delay is the result of the abnormal sign diagnostic device 1 applying the standard time difference.

図5及び図6の説明に戻ると、さらに例えば次のことがわかる。
・工程PR1についての実時間“t2”は、仮想時刻“t21”に置き換えられている。“t2”は、“2017年10月10日10時01分00秒”である。“t21”もまた、“2017年10月10日10時01分00秒”である。
Returning to the description of FIGS. 5 and 6, for example, the following can be understood.
The real time “t2” for the process PR1 is replaced with the virtual time “t21”. "T2" is "10:01:00 on October 10, 2017". "T21" is also "10:01:00 on October 10, 2017".

・工程PR2についての実時間“t2”は、仮想時刻“t22”に置き換えられている。“t2”が“2017年10月10日10時01分00秒”であるのに対し、“t22”は、“2017年10月10日10時01分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。 The real time “t2” for the process PR2 is replaced with the virtual time “t22”. While "t2" is "10:01:00 on October 10, 2017", "t22" is "10:01 on October 10, 2017". The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay is a result of the abnormal sign diagnostic device 1 applying the standard time difference.

・工程PR3についての実時間“t2”は、仮想時刻“t23”に置き換えられている。“t2”が“2017年10月10日10時01分00秒”であるのに対し、“t23”は、“2017年10月10日10時01分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れも、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。 The real time "t2" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t23". While "t2" is "10:01:00 on October 10, 2017", "t23" is "10:01 on October 10, 2017". The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay is also the result of the abnormal sign diagnostic device 1 applying the standard time difference.

・工程PR1についての実時間“t3”は、仮想時刻“t31”に置き換えられている。“t3”は、“2017年10月10日10時02分00秒”である。“t31”もまた、“2017年10月10日10時02分00秒”である。 The real time "t3" for the process PR1 is replaced with the virtual time "t31". “T3” is “10:02:00 on October 10, 2017”. "T31" is also "10:02:00 on October 10, 2017".

・工程PR2についての実時間“t3”は、仮想時刻“t32”に置き換えられている。“t3”が“2017年10月10日10時02分00秒”であるのに対し、“t32”は、“2017年10月10日10時02分20秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して20秒遅れている。この遅れは、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。 The real time "t3" for the process PR2 is replaced with the virtual time "t32". While "t3" is "10:02 10 seconds on October 10, 2017", "t32" is "10:02 10 seconds on October 10, 2017". The virtual time is 20 seconds behind the real time. This delay is a result of the abnormal sign diagnostic device 1 applying the standard time difference.

・工程PR3についての実時間“t3”は、仮想時刻“t33”に置き換えられている。“t3”が“2017年10月10日10時02分00秒”であるのに対し、“t33”は、“2017年10月10日10時02分40秒”である。仮想時刻は、実時刻に対して40秒遅れている。この遅れも、異常予兆診断装置1が標準時間差を適用した結果である。 The real time "t3" for the process PR3 is replaced with the virtual time "t33". While "t3" is "10:02:00 on October 10, 2017", "t33" is "10:02:40 on October 10, 2017". The virtual time is 40 seconds behind the real time. This delay is also the result of the abnormal sign diagnostic device 1 applying the standard time difference.

(仮想時刻及び仮想工程導入の効果)
図7及び図8に沿って、仮想時刻及び仮想工程導入の効果を説明する。いま、異常予兆診断装置1が、既存の技術に従って、図5の計測値情報31を読み込んだとする。すると、異常予兆診断装置1は、工程が3つ存在し、工程ごとに同じ4種類の時系列の計測値が存在すると認識する。つまり、異常予兆診断装置1は、図7の左上図71、左中図72及び左下図73のような情報が存在すると認識する。これらの情報の存在を前提として異常予兆診断装置1が診断期間における計測値の診断(適応共鳴理論を用いたクラスタリング)を行った結果が、図8の左上図81、左中図82及び左下図83である。なお、これらの図は、専ら説明目的のために、多次元空間のうち最も単純な2次元平面を示している。その横軸は原料Aの流量FAであり、縦軸は原料Bの流量FBである(後記する右図84も同様)。
(Effect of virtual time and virtual process introduction)
The effects of virtual time and virtual process introduction will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Now, it is assumed that the abnormal sign diagnostic device 1 reads the measurement value information 31 of FIG. 5 according to the existing technology. Then, the abnormality prognostic diagnostic device 1 recognizes that there are three processes and the same four types of time series measurement values exist for each process. That is, the abnormality symptom diagnosis device 1 recognizes that the information as shown in the upper left view 71, the middle left view 72, and the lower left view 73 of FIG. 7 is present. The upper left FIG. 81, the left middle FIG. 82, and the lower left of FIG. 8 show the results of diagnosis of the measurement values (clustering using adaptive resonance theory) in the diagnosis period based on the existence of such information as the abnormality predictor diagnostic device 1. 83. Note that these figures show, for the purpose of illustration only, the simplest two-dimensional plane in a multi-dimensional space. The horizontal axis is the flow rate FA of the raw material A, and the vertical axis is the flow rate FB of the raw material B (the same applies to FIG. 84 to the right).

左上図81におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径は、左中図82におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径と同じであるとは限らないし、左下図83におけるカテゴリ1を示す球の位置及び半径と同じであるとも限らない。カテゴリ2〜4についても同じことが言える。つまり、工程PR1の計測値“◎”、工程PR2の計測値“○”及び工程PR3の計測値“●”のすべてが番号が同じカテゴリに含まれるように見えても、それらが同じ異常(又は同じ未知の状態)に属するか否かは不明である。   The position and radius of the sphere indicating category 1 in the upper left FIG. 81 is not limited to be the same as the position and radius of the sphere indicating category 1 in the left middle FIG. It is not necessarily the same as the radius. The same is true for categories 2-4. That is, even though it appears that all of the measured value ““ ”of process PR1, the measured value“ ○ ”of process PR2 and the measured value“ ● ”of process PR3 are included in the same category, they are the same abnormality (or It is unknown whether they belong to the same unknown state).

一方、異常予兆診断装置1が、図6の並べ替え後計測値情報31bを読み込んだとする。すると、異常予兆診断装置1は、工程が1つだけ存在し、その1つの工程について4種類の時系列の計測値が存在すると認識する。つまり、異常予兆診断装置1は、図7の右図74のような情報が存在すると認識する。仮想工程は、このようにして異常予兆診断装置1に認識される工程である。   On the other hand, it is assumed that the abnormality prognostic diagnostic device 1 reads the post-sorted measurement value information 31b of FIG. Then, the abnormality prognostic diagnostic device 1 recognizes that there is only one process and that four types of time series measurement values exist for the one process. That is, the abnormality symptom diagnosis device 1 recognizes that the information as shown in the right diagram 74 of FIG. 7 exists. The virtual process is a process recognized by the abnormality predictor diagnostic apparatus 1 in this manner.

図7の右図74は一見、左上図71、左中図72及び左下図73に類似している。しかしながら、左上図71、左中図72及び左下図73のそれぞれが、1つの工程の計測値しか有していないのに対し、右図74は、3つの工程の計測値を有している。つまり、例えば、左上図71の破線、左中図72の一点鎖線及び左下図73の二点鎖線が示す時点における計測値のすべてを、右図74は有している(時間軸のデータ量が3倍になっている)。なお、右図74における“*”は、“1”、“2”及び“3”をまとめて表している。   The right view 74 of FIG. 7 is at first glance similar to the upper left view 71, the middle left view 72 and the lower left view 73. However, each of the upper left FIG. 71, the left middle FIG. 72, and the lower left FIG. 73 has measurement values of only one process, whereas the right FIG. 74 has measurement values of three processes. That is, for example, the right diagram 74 has all of the measurement values at the times indicated by the dashed line in the upper left diagram 71, the one-dot chain line in the left middle diagram, and the two-dot chain line in the lower left diagram 73 (data amount of time axis is Tripled). Note that “*” in the right diagram 74 collectively represents “1”, “2” and “3”.

これらの情報の存在を前提として異常予兆診断装置1が診断期間における計測値の診断を行った結果が、図8の右図84である。右図84では、診断期間における工程PR1の計測値“◎”、工程PR2の計測値“○”及び 工程PR3の計測値“●”が同一空間(平面)に描画されている。ここでは、これらの3つの点は、カテゴリ4を示す球に属している。ユーザは、並列する3つの工程に未知の状態が発生していることを知る。なお、図8の右図84におけるカテゴリ1を示す球は、図8の左上図81、左中図82及び左下図83におけるカテゴリ1を示す球のすべてを含む。カテゴリ2〜4についても同じことが言える。   The right figure 84 of FIG. 8 shows the result of the diagnosis of the measured value in the diagnosis period by the abnormality predictor diagnostic device 1 on the premise of the presence of such information. In the right diagram 84, the measured value "◎" of the process PR1 in the diagnosis period, the measured value "○" of the process PR2, and the measured value "●" of the process PR3 are drawn in the same space (plane). Here, these three points belong to the sphere indicating category 4. The user knows that an unknown state has occurred in three parallel steps. The sphere indicating category 1 in the right diagram 84 of FIG. 8 includes all the spheres indicating the category 1 in the upper left diagram 81, the middle left diagram 82, and the lower left diagram 83 of FIG. The same is true for categories 2-4.

(適応共鳴理論を用いたクラスタリング)
図9に沿って、適応共鳴理論を用いたクラスタリングを説明する。異常予兆診断装置1は、多次元の計測値を示す点を多次元空間に描画する。計測値には仮想時刻が関連付けられており、描画された点の数が仮想時刻の数に相当する。図9の2次元平面もまた、多次元空間のうち最も単純な説明目的の例であり、横軸に原料Aの流量FAを有し、縦軸に原料Bの流量FBを有する。異常予兆診断装置1は、正常時間において取得された計測値を示す複数の点を、カテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3に分類している。これらの点は、工程PR1において取得された計測値“◎”、工程PR2において取得された計測値“○”及び工程PR3において取得された計測値“●”のうちのいずれかである。
(Clustering using adaptive resonance theory)
Clustering using adaptive resonance theory will be described along FIG. The abnormality symptom diagnostic device 1 draws points representing multidimensional measurement values in a multidimensional space. A virtual time is associated with the measurement value, and the number of drawn points corresponds to the number of virtual times. The two-dimensional plane of FIG. 9 is also an example of the simplest explanatory purpose in the multidimensional space, having the flow rate FA of the raw material A on the horizontal axis and the flow rate FB of the raw material B on the vertical axis. The abnormality symptom diagnostic device 1 classifies a plurality of points indicating measurement values acquired in normal time into category 1, category 2 and category 3. These points are any of the measurement value “◎” acquired in the process PR1, the measurement value “○” acquired in the process PR2, and the measurement value “●” acquired in the process PR3.

診断期間においても、異常予兆診断装置1は、計測値を示す点(◎、○及び●)を多次元空間に描画して行く。これらの点は、カテゴリ1、カテゴリ2又はカテゴリ3のいずれかに属する場合もあり、いずれにも属さない場合もある。図9の例では、仮想時刻が経過するにつれて、◎、○及び●がこの順序で繰り返し描画されている。これらの点は、正常期間には未知であったカテゴリ4に属している。ユーザは、並列する3つの工程において、原料Aの流量及び原料Bの流量がともに高水準になるような状態が発生していることを知る。   Also in the diagnosis period, the abnormality symptom diagnostic device 1 draws points (◎, 及 び, and 示 す) indicating measurement values in a multidimensional space. These points may belong to any of category 1, category 2 or category 3 and may not belong to any of them. In the example of FIG. 9, as the virtual time passes, ◎, ○, and ● are repeatedly drawn in this order. These points belong to category 4 which was unknown in the normal period. The user is aware of the occurrence of a state in which the flow rate of the raw material A and the flow rate of the raw material B are both high in the three parallel processes.

(異常度及び寄与度)
図10に沿って、異常度及び寄与度を説明する。図10の縦軸、横軸及びカテゴリ1〜4は、図9と同じである。診断期間における計測値●85が、正常期間には未知であるカテゴリ4に属する場合、ユーザは、次のことを知りたいと考える。
・その計測値が既知のどのカテゴリから見てどの程度異常であるか。
・複数種類の計測値(原料Aの流量、原料Bの流量等)のうち、その異常に最も寄与しているものは何であるか。
(Abnormality and contribution)
The degree of abnormality and the degree of contribution will be described along FIG. The vertical axis, the horizontal axis, and the categories 1 to 4 in FIG. 10 are the same as in FIG. 9. If the measured value 85 85 in the diagnosis period belongs to the category 4 which is unknown in the normal period, the user wants to know the following.
-From what known category the measurement value is abnormal to what extent.
Of the multiple types of measurement values (flow rate of raw material A, flow rate of raw material B, etc.), what is the one that contributes most to the abnormality?

そこで、まず異常予兆診断装置1は、次の処理を行い、異常度を算出する。
(1)異常予兆診断装置1は、カテゴリ1の代表点◇86a、カテゴリ2の代表点◇86b及びカテゴリ3の代表点◇86cを特定する。ここで、代表点(代表値)とは、例えば、各カテゴリに属する計測値の中央値(最大値−最小値)、平均値(重心)等である。
(2)異常予兆診断装置1は、特定した各代表点◇と計測値●85との距離を算出し、これらを異常度の候補とする。異常度の候補の数は、既知のカテゴリの数に一致する。
(3)異常予兆診断装置1は、算出した異常度の候補のうち、最小のものを“異常度”とする。図10の例では、計測値●85とカテゴリ3の代表点◇86cとの距離が異常度87となる。
Therefore, the abnormality predictor diagnostic apparatus 1 first performs the following processing to calculate the degree of abnormality.
(1) The abnormality symptom diagnostic device 1 specifies a representative point カ テ ゴ リ 86a of category 1, a representative point カ テ ゴ リ 86b of category 2, and a representative point 86 86c of category 3. Here, the representative point (representative value) is, for example, a median value (maximum value-minimum value), an average value (gravity center) or the like of measurement values belonging to each category.
(2) The abnormality symptom diagnosis device 1 calculates the distance between each of the specified representative points と and the measurement value 85 85, and sets these as candidates for the degree of abnormality. The number of anomaly degree candidates matches the number of known categories.
(3) The abnormality symptom diagnosis device 1 sets the smallest one of the calculated abnormality degree candidates as the “abnormality degree”. In the example of FIG. 10, the distance between the measured value 85 85 and the representative point カ テ ゴ リ 86 c of the category 3 is the abnormality degree 87.

続いて、異常予兆診断装置1は、次の処理を行い、寄与度を算出する。
(4)異常予兆診断装置1は、異常度87を、横軸方向に対する成分及び縦軸方向に対する成分に分解する。ここで“軸方向に対する成分に分解する”とは、異常度87を各軸に投影した長さを求めることである。
(5)異常予兆診断装置1は、長さ88aを原料Aの流量の寄与度とし、長さ88bを原料Bの流量の寄与度とする。
Subsequently, the abnormality symptom diagnosis device 1 performs the following processing to calculate the degree of contribution.
(4) The abnormality symptom diagnostic device 1 decomposes the degree of abnormality 87 into a component in the horizontal axis direction and a component in the vertical axis direction. Here, “decompose into components in the axial direction” means finding the length of projection of the degree of abnormality 87 on each axis.
(5) The abnormality symptom diagnosis device 1 sets the length 88 a as a contribution of the flow rate of the raw material A, and sets the length 88 b as a contribution of the flow rate of the raw material B.

一般的に、多次元空間における異常度は、多次元空間の任意の座標軸に対して投影され得る。つまり、寄与度の数は、多次元空間の次数に一致する。前記したように、計測値は、多次元空間の各軸の値を成分に有する計測値ベクトルとして表される。したがって、異常度は、計測値ベクトルからカテゴリの代表点◇の位置ベクトルを減算した結果のベクトル(減算結果ベクトル)の大きさであるといえる。さらに、寄与度は、減算結果ベクトルの任意の成分そのものであるといえる。   In general, the degree of anomaly in multi-dimensional space can be projected to any coordinate axis in multi-dimensional space. That is, the number of contributions corresponds to the order of the multidimensional space. As described above, the measurement values are represented as measurement value vectors each having the value of each axis of the multidimensional space as a component. Therefore, it can be said that the abnormality degree is the magnitude of a vector (subtraction result vector) as a result of subtracting the position vector of the representative point カ テ ゴ リ of the category from the measurement value vector. Furthermore, it can be said that the degree of contribution is an arbitrary component of the subtraction result vector itself.

(処理手順)
図11に沿って、処理手順を説明する。説明の途中で適宜図12及び図13等を参照する。処理手順を開始する前提として、補助記憶装置15は、計測値情報31(図5)を、正常期間及び診断期間について記憶しているものとする。
ステップS201において、異常予兆診断装置1の前処理部21は、正常時のカテゴリを学習する。具体的には、第1に、前処理部21は、補助記憶装置15から計測値情報31を読み出す。
(Processing procedure)
The processing procedure will be described with reference to FIG. 12 and 13 will be appropriately referred to during the explanation. As a premise of starting the processing procedure, the auxiliary storage device 15 stores measurement value information 31 (FIG. 5) for a normal period and a diagnosis period.
In step S201, the pre-processing unit 21 of the abnormality symptom diagnosis device 1 learns a category at the normal time. Specifically, first, the preprocessing unit 21 reads the measurement value information 31 from the auxiliary storage device 15.

第2に、前処理部21は、ユーザが入力装置12を介して正常期間を入力するのを受け付ける。正常期間は、プラントが正常であることが既知である期間である。仮に、正常期間としたい期間中に、ある工程が異常であることが既知である期間が部分的に含まれる場合、ユーザは、その期間を除外した期間を正常期間として入力する。以降の説明を単純化するため、ここで除外された期間はなかったものとする。
第3に、前処理部21は、ステップS201の“第1”において読み出した計測値情報31から、ステップ201の“第2”において受け付けた正常期間に該当するレコードを抽出する。
Second, the preprocessing unit 21 receives an input of a normal period through the input device 12 by the user. The normal period is a period during which the plant is known to be normal. If a period in which a certain process is known to be abnormal is partially included in a period in which a normal period is desired, the user inputs a period excluding that period as a normal period. In order to simplify the following description, it is assumed that there is no period excluded here.
Thirdly, the preprocessing unit 21 extracts a record corresponding to the normal period received in the “second” of the step 201 from the measurement value information 31 read out in the “first” of the step S201.

第4に、前処理部21は、ステップS201の“第3”において抽出したレコードを前記した方法で並べ替え、並び替え後計測値情報31b(図6)を作成する。
第5に、前処理部21は、ステップS201の“第4”において作成した並び替え後計測値情報31bに基づいて、多次元空間において計測値を示す点を描画し、複数の球(クラスタ)を作成する。この段階で、前処理部21は、多次元空間において、図9のカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3を描画していることになる。
Fourth, the preprocessing unit 21 rearranges the records extracted in the “third” of step S201 according to the above-described method, and generates post-rearranged measurement value information 31b (FIG. 6).
Fifth, the preprocessing unit 21 draws points representing measurement values in a multi-dimensional space based on the post-rearranged measurement value information 31 b created in the “fourth” of step S 201, and forms a plurality of spheres (clusters) Create At this stage, the preprocessing unit 21 is drawing category 1, category 2 and category 3 of FIG. 9 in the multidimensional space.

ステップS202において、前処理部21は、診断期間の計測値を取得する。具体的には、第1に、前処理部21は、ユーザが入力装置12を介して診断期間を入力するのを受け付ける。診断期間は、各工程が正常であるか否かが既知ではない期間であり、通常、正常期間に続く期間である。
第2に、前処理部21は、ステップS201の“第1”において読み出した計測値情報31から、ステップ202の“第1”において受け付けた診断期間に該当するレコードを抽出する。
In step S202, the preprocessing unit 21 acquires a measurement value of a diagnosis period. Specifically, first, the preprocessing unit 21 receives an input of a diagnosis period via the input device 12 by the user. The diagnosis period is a period during which it is not known whether each step is normal, and is usually a period following the normal period.
Second, the preprocessing unit 21 extracts a record corresponding to the diagnosis period received in the “first” of step 202 from the measurement value information 31 read out in the “first” of step S201.

ステップS203において、前処理部21は、診断期間の計測値を並び替える。具体的には、前処理部21は、ステップS202の“第2”において抽出したレコードを前記した方法で並べ替え、並び替え後計測値情報31b(図6)を作成する。このとき、前処理部21は、並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実時刻が同じであるものに対して、複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付けていることになる(図4参照)。図4において、例えば仮想時刻t11、t12及びt13は、所定の時間幅(実時刻t1とt2との時間幅)に含まれている。   In step S203, the preprocessing unit 21 rearranges the measurement values of the diagnosis period. Specifically, the preprocessing unit 21 rearranges the records extracted in the “second” of step S202 according to the above-described method, and creates post-rearranged measurement value information 31 b (FIG. 6). At this time, the preprocessing unit 21 associates a plurality of different virtual times with those having the same actual time among the measurement values acquired from each of the parallel processes (see FIG. 4). . In FIG. 4, for example, virtual times t11, t12 and t13 are included in a predetermined time width (time width between real times t1 and t2).

ステップS204において、異常予兆診断装置1の分類部22は、診断期間の計測値を分類する。具体的には、第1に、分類部22は、ステップS203において作成した並び替え後計測値情報31bに基づいて、多次元空間において計測値を示す点を描画する。そして、分類部22は、描画した点から以下のいずれかの基準に従って“後処理対象点”を抽出する。
〈基準1〉描画した点のうち、既知のカテゴリ1、カテゴリ2及びカテゴリ3のいずれにも属さない点を後処理対象点とする。
〈基準2〉描画したすべての点を後処理対象点とする。
In step S204, the classification unit 22 of the abnormal symptom diagnostic device 1 classifies the measurement value of the diagnosis period. Specifically, first, the classification unit 22 draws a point indicating the measurement value in the multi-dimensional space based on the post-reorder measurement value information 31 b created in step S203. Then, the classification unit 22 extracts the “post-processing target point” from the drawn points according to any one of the following criteria.
<Criteria 1> Among the drawn points, points not belonging to any of the known category 1, category 2 and category 3 are taken as post-processing target points.
<Reference 2> Let all points drawn be post-processing target points.

第2に、分類部22は、出力装置13に多次元空間を表示する。図9は、多次元空間が2次元平面である場合の例である。このとき、分類部22は、後処理対象点が属する工程及び仮想時刻の前後関係も併せて表示することが望ましい。図9の例では、分類部22は、工程ごとに点の形状を変え(◎、○及び●)、仮想時刻が早い点から遅い点へ向けて矢印を描画している。   Second, the classification unit 22 displays the multidimensional space on the output device 13. FIG. 9 is an example in which the multidimensional space is a two-dimensional plane. At this time, it is desirable that the classification unit 22 also display the anteroposterior relation of the process to which the post-processing object point belongs and the virtual time together. In the example of FIG. 9, the classification unit 22 changes the shape of the point for each process ((, 及 び, and ●), and draws an arrow from the point where the virtual time is early to the point where the virtual time is late.

ステップS205において、異常予兆診断装置1の後処理部23は、異常度及び寄与度を算出する。具体的には、後処理部23は、図10の説明で前記した方法で、異常度及び寄与度を後処理対象点ごとに算出する。   In step S205, the post-processing unit 23 of the abnormality symptom diagnosis device 1 calculates the degree of abnormality and the degree of contribution. Specifically, the post-processing unit 23 calculates the degree of abnormality and the degree of contribution for each post-processing object point by the method described above with reference to FIG.

ステップS206において、後処理部23は、異常度・寄与度情報32(図12)を表示する。具体的には、後処理部23は、出力装置13に異常度・寄与度情報32を、後処理対象点ごとに表示する。
計測時刻欄91aには、実時刻及び/又は仮想時刻が表示される。
カテゴリ欄91bには、後処理対象点が属するカテゴリの番号が表示される。基準1に従う場合、ここでの番号は、1、2及び3以外の番号である。
正常/異常欄91cには、“正常”又は“異常”が表示される。基準1に従う場合、ここでは常に“異常”が表示される。
In step S206, the post-processing unit 23 displays the abnormality degree / contribution degree information 32 (FIG. 12). Specifically, the post-processing unit 23 displays the abnormality degree / contribution degree information 32 on the output device 13 for each post-processing target point.
The actual time and / or the virtual time are displayed in the measurement time field 91a.
The category column 91b displays the number of the category to which the post-processing object point belongs. When the criteria 1 are followed, the numbers here are numbers other than 1, 2 and 3.
In the normal / abnormal column 91 c, “normal” or “abnormal” is displayed. When the criterion 1 is followed, "abnormal" is always displayed here.

異常原因欄91dには、異常度に対する寄与度が最も大きい計測値の種類(減算結果ベクトルの成分のうち最大のもの)が表示される。当該欄に例えば“F1A”が表示されている場合、工程PR1に異常が発生しており、原料Aの流量の過去例からの変化が、異常の原因となっている可能性が高いことがわかる。
異常度欄91eには、異常度が表示される。異常度は、減算結果ベクトルの、単位が異なる各成分の二乗和の平方根である。よって、異常度は、独自の単位を有さない。“[-]”はこのことを示している。
The type of measurement value (the largest of the components of the subtraction result vector) having the largest degree of contribution to the degree of abnormality is displayed in the abnormality cause column 91 d. For example, when “F1A” is displayed in the column, it is understood that an abnormality has occurred in the process PR1 and it is highly possible that a change in the flow rate of the raw material A from the past example is the cause of the abnormality. .
An abnormality degree is displayed in the abnormality degree column 91e. The degree of anomaly is the square root of the sum of squares of the components of the subtraction result vector that differ in unit. Thus, the degree of anomaly does not have its own unit. "[-]" Indicates this.

寄与度ランキング欄92aには、寄与度が大きい方から数えた順位が表示される。多次元空間の次元数(計測値の種類の数)をnとするとき、この順位は、1、2、3、・・・、nとなる。
計測点欄92bには、異常度が投影された軸が示す計測値の種類が表示される。
寄与度欄92cには、寄与度が表示される。
計測値欄92dには、計測値そのものが示される。
後処理対象点が例えば10個存在するとき、後処理部23は、図12の異常度・寄与度情報32を、仮想時刻が早い順に10回表示することになる。
In the contribution degree ranking column 92a, the order counted from the one with the largest contribution degree is displayed. When the number of dimensions of the multidimensional space (the number of types of measurement values) is n, the order is 1, 2, 3,.
The type of measurement value indicated by the axis onto which the degree of abnormality is projected is displayed in the measurement point column 92b.
The degree of contribution is displayed in the degree of contribution column 92c.
The measured value column 92 d shows the measured value itself.
For example, when there are ten post-processing target points, the post-processing unit 23 displays the abnormality degree / contribution degree information 32 of FIG. 12 ten times in order of the virtual time.

ステップS207において、後処理部23は、診断結果情報33(図13)を表示する。具体的には、第1に、後処理部23は、出力装置13に診断結果情報33を表示する。診断結果情報33は、ステップS206において後処理対象点ごとに表示された異常度・寄与度情報32を1つにまとめたものである。   In step S207, the post-processing unit 23 displays the diagnostic result information 33 (FIG. 13). Specifically, first, the post-processing unit 23 displays the diagnostic result information 33 on the output device 13. The diagnosis result information 33 is information in which the degree-of-abnormality / contribution information 32 displayed for each post-processing object point in step S206 is combined into one.

診断結果情報33のカテゴリ欄93a、正常/異常欄93b及び異常原因欄93dは、図12の異常度・寄与度情報32における同名の欄に対応している。
学習/診断欄93cには、“学習”又は“診断”が表示される。“学習”は、そのレコードのカテゴリが正常(学習)期間について作成されたことを示す。“診断”は、そのレコードのカテゴリが診断期間について作成されたことを示す。
確定者欄93eには、そのレコードの内容を確認したユーザ名(識別子でもよい)が表示される。
確定日欄93fには、そのレコードの内容が確認された時点の年月日が表示される。
The category column 93a, the normal / abnormal column 93b, and the abnormality cause column 93d of the diagnosis result information 33 correspond to the column of the same name in the abnormality degree / contribution degree information 32 of FIG.
“Learning” or “diagnosis” is displayed in the learning / diagnosis column 93 c. "Learning" indicates that the category of the record has been created for a normal (learning) period. "Diagnostic" indicates that the category of the record has been created for the diagnostic period.
In the decider column 93e, a user name (or an identifier) that confirms the content of the record is displayed.
In the finalized date column 93f, the date when the content of the record is confirmed is displayed.

診断結果情報33のレコードは、二重線95を境界として、上部分と下部分とに分かれる。上部分のレコード94a〜94cは、正常(学習)期間において作成されたカテゴリをユーザが確認するためのものである。正常/異常欄93bには、常に“正常”が表示されている。異常原因欄93dには、常に“−”(データなし)が表示されている。後処理部23は、初めに、これらのレコードの確定者欄93e及び確定日欄93fを空欄として表示する。ユーザは、これらを視認し、正常であるカテゴリが3つ存在することを確認した後、入力装置12を介して、これらのレコードの確定者欄93eに自身の識別子を入力し、確定日欄93fに確定日を入力する。   The record of the diagnosis result information 33 is divided into an upper part and a lower part with the double line 95 as a boundary. The upper part records 94a to 94c are for the user to confirm the category created in the normal (learning) period. In the normal / abnormal column 93b, "normal" is always displayed. In the abnormality cause column 93 d, “−” (no data) is always displayed. The post-processing unit 23 initially displays the determiner column 93 e and the determination date column 93 f of these records as blanks. The user visually recognizes these and confirms that there are three normal categories, and then inputs his / her identifier in the determiner column 93e of these records via the input device 12, and the determination date column 93f Enter the fixed date in.

下部分のレコード96a〜96dのそれぞれは、診断期間における後処理対象点のそれぞれに対応している。初めに、後処理部23は、これらのレコードの確定者欄93e及び確定日欄93fを空欄として表示し、学習/診断欄93cに“診断”を表示する。基準2に従う場合、後処理部23は、これらのレコードの正常/異常欄93bに、“正常”又は“異常”を表示する。   Each of the lower records 96a to 96d corresponds to each post-processing target point in the diagnosis period. First, the post-processing unit 23 displays the determiner column 93 e and the determination date column 93 f of these records as blanks, and displays “diagnosis” in the learning / diagnosis column 93 c. When the criterion 2 is followed, the post-processing unit 23 displays “normal” or “abnormal” in the normal / abnormal column 93 b of these records.

後処理部23は、正常/異常欄93bに“異常”を表示した場合、そのレコードのカテゴリ欄93aに、“1”、“2”及び“3”以外の数字を表示し、異常原因欄93dに、最も寄与度の大きい計測値の種類を表示する。後処理部23は、正常/異常欄93bに“正常”を表示した場合、そのレコードのカテゴリ欄93aに、“1”、“2”又は“3”を表示し、異常原因欄93dに、“−”を表示する。   If the post-processing unit 23 displays "abnormal" in the normal / abnormal column 93b, the post-processing unit 23 displays numbers other than "1", "2" and "3" in the category column 93a of the record. To indicate the type of measurement with the highest contribution. When the post-processing unit 23 displays "normal" in the normal / abnormal column 93b, the post-processing unit 23 displays "1", "2" or "3" in the category column 93a of the record, and displays "normal" in the abnormality cause column 93d. Display "-".

ユーザは、レコード96a〜96dを視認した後、入力装置12を介して、これらのレコードの確定者欄93eに自身の識別子を入力し、確定日欄93fに確定日を入力する。なお、ユーザは、必要に応じ以下の例のように、正常/異常欄93b及び異常原因欄93dに表示されているデータを変更することができる。   After visually recognizing the records 96a to 96d, the user inputs his / her identifier into the determined person column 93e of these records via the input device 12, and inputs the determined date in the determined date column 93f. The user can change the data displayed in the normal / abnormal column 93 b and the abnormal cause column 93 d as needed, as in the following example.

〈例1:レコード96b〉
後処理部23は、正常/異常欄93bに“正常”を表示した。しかしながら、ユーザは、この診断結果を一旦保留にしたいと考えた。このとき、後処理部23は、ユーザが“正常”を“保留”に変更するのを受け付ける。
<Example 1: Record 96b>
The post-processing unit 23 displays “normal” in the normal / abnormal column 93 b. However, the user once wanted to put the diagnosis result on hold. At this time, the post-processing unit 23 accepts that the user changes “normal” to “pending”.

〈例2:レコード96d〉
後処理部23は、正常/異常欄93bに“異常”を表示した。しかしながら、ユーザは、この診断結果は、仮想工程の不具合に起因するものではなく、仮想工程が配置される環境の変化に起因するものであると判断した。このとき、後処理部23は、ユーザが“正常”を“新規”に変更し、異常原因欄93dに表示されているデータを削除するのを受け付ける。ここでの“新規”は、新たなカテゴリの“正常”という意味を有する。
<Example 2: Record 96d>
The post-processing unit 23 displays “abnormal” in the normal / abnormal column 93 b. However, the user has determined that the diagnosis result is not caused by the failure of the virtual process but is caused by a change in the environment in which the virtual process is arranged. At this time, the post-processing unit 23 accepts that the user changes “normal” to “new” and deletes the data displayed in the abnormality cause column 93 d. "New" here has a meaning of "normal" of a new category.

例1及び例2の他にも、後処理部23は、計測値が既知のカテゴリのいずれにも含まれない場合、正常/異常欄93bに、まず“要注意”を表示してもよい。そして、ユーザは、“要注意”を“新規”、“正常”又は“異常”に変更してもよい。   In addition to the example 1 and the example 2, when the measured value is not included in any of the known categories, the post-processing unit 23 may first display “careful” in the normal / abnormal column 93 b. Then, the user may change the "careful" to "new", "normal" or "abnormal".

画面表示の説明が長くなったが、処理手順に戻る。第2に、後処理部23は、ユーザが入力装置12を介して任意の操作(例えば、図示しない“終了”ボタンの押下)を行うのを受け付ける。
第3に、後処理部23は、確定者の識別子等の入力及びその他の変更を受け付けた後の診断結果情報33を補助記憶装置15に記憶し、処理手順を終了する。
The explanation of the screen display has been lengthened, but it returns to the processing procedure. Second, the post-processing unit 23 accepts that the user performs an arbitrary operation (for example, pressing of an “end” button not shown) via the input device 12.
Thirdly, the post-processing unit 23 stores the diagnostic result information 33 after receiving the input of the identifier of the decider and the like and the other changes in the auxiliary storage device 15, and ends the processing procedure.

(本実施形態の効果)
本実施形態の異常予兆診断装置の効果は以下の通りである。
(1)異常予兆診断装置は、複数の並列工程から構成されるプラントに対して、同一原因の異常を同一カテゴリに分類することができる。
(2)異常予兆診断装置は、保守員が、複数の並列工程の診断を効率的に行うことを可能にする。
(3)異常予兆診断装置は、保守員が、並列工程を正常状態に戻す対策を立てることを容易にする。
(4)異常予兆診断装置は、保守員に、診断結果の根拠を定量的に示すことができる。
(5)異常予兆診断装置は、保守員に、診断結果をリスト型式で示すことができる。
(Effect of this embodiment)
The effects of the abnormal sign diagnostic apparatus of the present embodiment are as follows.
(1) The abnormality symptom diagnosis device can classify an abnormality of the same cause into the same category for a plant composed of a plurality of parallel processes.
(2) The abnormality sign diagnosis system enables maintenance personnel to efficiently diagnose a plurality of parallel processes.
(3) The abnormality sign diagnosis system facilitates maintenance personnel to take measures to restore the parallel process to the normal state.
(4) The abnormality symptom diagnosis device can quantitatively show the basis of the diagnosis result to maintenance personnel.
(5) The abnormality symptom diagnosis device can show maintenance results in a list format to maintenance personnel.

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, and replace other configurations.

また、前記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Further, each of the configurations, functions, processing units, processing means, etc. described above may be realized by hardware, for example, by designing part or all of them with an integrated circuit. In addition, each configuration, function, and the like described above may be realized by software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as a program, a table, and a file for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as a solid state drive (SSD), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
Further, control lines and information lines indicate what is considered to be necessary for the description, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. In practice, almost all the configurations may be considered to be mutually connected.

1 異常予兆診断装置
2 プラント
3 計測・制御装置
4 ネットワーク
11 中央制御装置
12 入力装置
13 出力装置
14 主記憶装置
15 補助記憶装置
16 通信装置
21 前処理部
22 分類部
23 後処理部
31 計測値情報
32 異常度・寄与度情報
33 診断結果情報
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 abnormality precursor diagnostic apparatus 2 plant 3 measurement and control apparatus 4 network 11 central control apparatus 12 input device 13 output device 14 main memory 15 auxiliary storage device 16 communication device 21 pre-processing unit 22 classification unit 23 post-processing unit 31 measured value information 32 anomaly degree / contribution information 33 diagnostic result information

Claims (7)

同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、
前記取得した複数の並列工程の計測値を、1つの工程における計測値と看做す前処理部と、
前記前処理部が1つの工程における計測値と看做した計測値を分類する分類部と、
を備えることを特徴とする異常予兆診断装置。
Acquiring, in time series, measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing;
A pre-processing unit that regards measured values of the plurality of acquired parallel processes as measured values in one process;
A classification unit that classifies the measured value regarded as the measured value in one process by the pre-processing unit;
An abnormal sign diagnostic apparatus comprising:
前記前処理部は、
前記並列工程のそれぞれから取得した計測値のうち、実際に取得された実時刻が同じであるものに対して、所定の時間幅に含まれる複数の異なる仮想時刻をそれぞれ関連付け、
前記分類部は、
前記計測値が前記仮想時刻において取得されたものと看做すこと、
を特徴とする請求項1に記載の異常予兆診断装置。
The pre-processing unit
Among the measured values acquired from each of the parallel processes, a plurality of different virtual times included in a predetermined time width are respectively associated with one having the same actual time actually acquired,
The classification unit
Considering that the measured value is obtained at the virtual time,
The abnormal sign diagnostic apparatus according to claim 1, characterized in that
前記前処理部は、
ある並列工程の前記実時刻をそのまま前記仮想時刻とし、
当該ある並列工程の実時刻より後であって、次の実時刻より前の時間帯に、当該並列工程以外のすべての並列工程の前記仮想時刻を関連付けること、
を特徴とする請求項2に記載の異常予兆診断装置。
The pre-processing unit
Let the real time of a parallel process be the virtual time as it is,
Associating the virtual times of all parallel processes other than the parallel process in a time zone after the real time of the parallel process and before the next real time;
The abnormal sign diagnostic apparatus according to claim 2, characterized in that
各種の計測値を軸に有する多次元空間において、過去の計測値の代表値と診断対象時点の計測値との距離を、前記多次元空間の任意の軸に対する成分に分解する後処理部を備えること、
を特徴とする請求項3に記載の異常予兆診断装置。
In a multi-dimensional space having various measurement values as axes, there is provided a post-processing unit that decomposes a distance between a representative value of past measurement values and a measurement value at a diagnosis target time into components for any axis of the multi-dimensional space. about,
The abnormal sign diagnostic apparatus according to claim 3, characterized in that
前記分類部は、
適応共鳴理論を用いたクラスタリングを行い、
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の時系列の計測値を同一の空間内に表示すること、
を特徴とする請求項4に記載の異常予兆診断装置。
The classification unit
Clustering using adaptive resonance theory,
Displaying, in the same space, time series measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing;
The abnormal sign diagnostic apparatus according to claim 4, characterized in that
異常予兆診断装置の前処理部は、
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、
前記取得した複数の並列工程の計測値を、1つの工程における計測値と看做し、
前記異常予兆診断装置の分類部は、
前記前処理部が1つの工程における計測値と看做した計測値を分類すること、
を特徴とする、異常予兆診断装置の異常予兆診断方法。
The pre-processing unit of the abnormality sign diagnosis system is
Acquiring, in time series, measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing;
The measured values of the plurality of parallel processes acquired as above are regarded as measured values in one process,
The classification unit of the abnormal sign diagnostic apparatus is
Classifying the measured value regarded as the measured value in one process by the pre-processing unit;
A method for diagnosing abnormality sign of abnormality prediction apparatus characterized by
異常予兆診断装置の前処理部に対し、
同種の装置が同種の処理を行う複数の並列工程の計測値を前記並列工程ごとに時系列で取得し、
前記取得した複数の並列工程の計測値を、1つの工程における計測値と看做す処理を実行させ、
前記異常予兆診断装置の分類部に対し、
前記前処理部が1つの工程における計測値と看做した計測値を分類する処理を実行させること、
を特徴とする、異常予兆診断装置を機能させるための異常予兆診断プログラム。
For the pre-processing unit of the abnormality sign diagnosis system,
Acquiring, in time series, measurement values of a plurality of parallel processes in which the same type of apparatus performs the same type of processing;
A process of regarding the measured values of the plurality of acquired parallel processes as measured values in one process is executed,
With respect to the classification unit of the abnormal sign diagnostic device,
Causing the pre-processing unit to execute a process of classifying measurement values regarded as measurement values in one process;
An abnormality precursor diagnosis program for operating an abnormality precursor diagnosis device, characterized in that
JP2017254344A 2017-12-28 2017-12-28 Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program Active JP7042082B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017254344A JP7042082B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program
PCT/JP2018/044649 WO2019131017A1 (en) 2017-12-28 2018-12-05 Abnormality indicator diagnosis device, abnormality indicator diagnosis method, and abnormality indicator diagnosis program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017254344A JP7042082B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019121065A true JP2019121065A (en) 2019-07-22
JP7042082B2 JP7042082B2 (en) 2022-03-25

Family

ID=67067021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017254344A Active JP7042082B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7042082B2 (en)
WO (1) WO2019131017A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314574A (en) * 1997-05-14 1998-12-02 Mitsui Chem Inc Manufacturing process quality control method
JP2002143671A (en) * 1998-08-13 2002-05-21 Symyx Technologies Inc Reactor control system and monitoring method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10314574A (en) * 1997-05-14 1998-12-02 Mitsui Chem Inc Manufacturing process quality control method
JP2002143671A (en) * 1998-08-13 2002-05-21 Symyx Technologies Inc Reactor control system and monitoring method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7042082B2 (en) 2022-03-25
WO2019131017A1 (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schlegel et al. Towards a rigorous evaluation of XAI methods on time series
Reis et al. Industrial process monitoring in the big data/industry 4.0 era: From detection, to diagnosis, to prognosis
US11003178B2 (en) Facility diagnosis device, facility diagnosis method, and facility diagnosis program
US10699225B2 (en) Production management support apparatus, production management support method, and production management support program
JP7340265B2 (en) Abnormality detection device, abnormality detection method, and program
WO2017109903A1 (en) Malfunction cause estimation device and malfunction cause estimation method
JP2007066058A (en) Time series data analysis device, time series data analysis method, and time series data analysis program
JP2007249997A (en) Method and system for monitoring industrial process
Longo et al. An application of modeling and simulation to support industrial plants design
KR20160148911A (en) Integrated information system
WO2021241576A1 (en) Abnormal modulation cause identification device, abnormal modulation cause identification method, and abnormal modulation cause identification program
JP2012058885A (en) Failure cause diagnostic method and failure cause diagnostic device
JP2019028834A (en) Abnormal value diagnostic device, abnormal value diagnostic method, and program
Arena et al. Integrating modelling of maintenance policies within a stochastic hybrid automaton framework of dynamic reliability
Bect et al. Identification of abnormal events by data monitoring: Application to complex systems
WO2019131017A1 (en) Abnormality indicator diagnosis device, abnormality indicator diagnosis method, and abnormality indicator diagnosis program
Martinez et al. Quantifying the impact of inspection processes on production lines through stochastic discrete-event simulation modeling
JP2020177571A (en) Abnormality sign diagnosis device, abnormality sign diagnosis method and abnormality sign diagnosis program
US20220147039A1 (en) Event analytics in modular industrial plants
Bect et al. Diagnostic and decision support systems by identification of abnormal events: Application to helicopters
Rabenoro et al. A methodology for the diagnostic of aircraft engine based on indicators aggregation
WO2011163390A1 (en) Systems and methods for impact analysis in a computer network
JP7062923B2 (en) Visualization method, visualization device and visualization program
Maataoui et al. predictive maintenance in the industrial sector: a CRISP-DM approach for developing accurate machine failure prediction models
Günther et al. Data Enabled Failure Management Process (DEFMP) across the Product Value Chain

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211008

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7042082

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150