JP2020004185A - Data collection system and data collection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膨大なデータの中から必要なデータを収集するデータ収集装置およびデータ収集方法に関する。 The present invention relates to a data collection device and a data collection method for collecting necessary data from a huge amount of data.
近年、IoT(Internet of Things)の分野において、ビッグデータを用いることが行われている。ビッグデータそのものは、構造定義を持たない膨大な量のデータである。そのため、ビッグデータを適切に扱うためには、データを十分に収集して保存することができる大規模なインフラと、データを使用できる状態にするための処理を行うことができる処理装置とが必要となる。 In recent years, big data has been used in the field of IoT (Internet of Things). Big data itself is an enormous amount of data without a structural definition. Therefore, in order to properly handle big data, a large-scale infrastructure that can collect and store data sufficiently and a processing device that can perform processing to make data usable can be used It becomes.
また、データをはじめから使用しやすい構造定義を持つ状態で収集するためには、どのようなデータを収集するのかを指定して定義する手順が必要である(例えば、特許文献1参照)。 In addition, in order to collect data from the beginning with a structure definition that is easy to use, a procedure for specifying and defining what data is to be collected is necessary (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、必要なデータを取り出すためのコンフィギュレーションは、通常、ユーザによって手動で行われる。また、必要なデータが変更となった場合には、再度コンフィギュレーションを行う必要がある。そのため、膨大なデータから必要なデータを取り出すには、非常に手間がかかってしまう。 However, the configuration for retrieving the required data is usually done manually by the user. Further, when necessary data is changed, it is necessary to perform configuration again. Therefore, it takes a lot of time to extract necessary data from a huge amount of data.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、大量のデータの中から必要なデータを自動的に収集することができるデータ収集装置およびデータ収集方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a data collection device and a data collection method that can automatically collect necessary data from a large amount of data. .
本発明のデータ収集装置は、発生するイベントに関するイベント情報を取得するとともに、必要なプロセスデータを収集する情報取得部と、発生する前記イベントの発生源に関する情報と、前記イベントに対応する製品に関する情報とが互いに関連付けられて格納されたポイント定義データベースと、取得した前記イベント情報に基づき前記ポイント定義データベースを参照し、前記イベント情報に関連する情報を含むポイント情報を取得するポイント情報取得部と、取得した前記ポイント情報に基づき、プロセスデータを収集する際の収集条件を定義した収集定義を決定する収集定義決定部と、収集された前記プロセスデータを格納するプロセスデータデータベースとを備え、前記情報取得部は、前記収集定義に従い、プロセスデータの中から前記必要なプロセスデータを収集するものである。 A data collection device according to the present invention acquires an event information on an event that occurs, and acquires an information acquisition unit that collects necessary process data, information on a source of the event that occurs, and information on a product corresponding to the event. And a point definition database stored in association with each other, a point information acquisition unit that refers to the point definition database based on the acquired event information, and acquires point information including information related to the event information. A collection definition determining unit that determines a collection definition that defines a collection condition when collecting process data based on the point information that has been collected; and a process data database that stores the collected process data. Is defined in the process data according to the above collection definition. It is intended to collect al the required process data.
本発明によれば、取得したイベント情報から得られるポイント情報に基づく収集定義に従ってデータを収集することにより、大量のデータの中から必要なデータを自動的に収集することができる。 According to the present invention, necessary data can be automatically collected from a large amount of data by collecting data in accordance with a collection definition based on point information obtained from acquired event information.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係るデータ収集装置について説明する。本実施の形態1に係るデータ収集装置は、例えば、プラント等の施設で予め決められた製品を製造する際の制御および監視を行うプロセス制御システムに用いられる。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the data collection device according to the first embodiment of the present invention will be described. The data collection device according to the first embodiment is used, for example, in a process control system that performs control and monitoring when manufacturing a predetermined product in a facility such as a plant.
[プロセス制御システム100の構成]
図1は、本実施の形態1に係るデータ収集装置を適用したプロセス制御システム100の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、プロセス制御システム100は、実績データ収集管理装置1、クライアント装置2、制御端末3、コントローラ4、フィールド機器5およびバッチプロセス6で構成されている。プロセス制御システム100において、実績データ収集管理装置1およびクライアント装置2は、上位ネットワーク200で接続されている。また、実績データ収集管理装置1、制御端末3およびコントローラ4は、制御ネットワーク300で接続されている。
[Configuration of Process Control System 100]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a
クライアント装置2は、上位ネットワーク200を介して実績データ収集管理装置1に接続され、プロセス制御システム100全体の動作を監視および管理する。
The
実績データ収集管理装置1は、制御ネットワーク300を介して制御端末3およびコントローラ4に接続され、プロセスデータを含む各種のデータを収集して管理する。プロセスデータは、例えば、プロセス制御システム100で製造される製品等に関するデータであり、製造プロセスにおいて計測された各種の計測データ等を含む。
The performance data collection management device 1 is connected to the
また、実績データ収集管理装置1は、本実施の形態1に係るデータ収集装置に対応するものであり、コントローラ4から送信されるイベント情報の受信、ならびに、当該イベント情報に対応するプロセスデータの収集を行う。イベント情報は、例えば、コントローラ4から受信するアラームおよび製造情報等のイベントに関する情報である。
The performance data collection management device 1 corresponds to the data collection device according to the first embodiment, and receives event information transmitted from the
制御端末3は、オペレータが各種の操作を行うために設けられ、図示しない操作手段が設けられている。また、制御端末3には、図示しない表示部等の報知手段が設けられている。制御端末3は、アラームに含まれる各種の情報をオペレータに対して報知する。
The
制御端末3は、例えば、アラームを受信した場合に、アラームが示す異常状態等を解消するための操作がオペレータによって行われる。オペレータが制御端末3を操作した場合、制御端末3は、オペレータの操作に応じた操作情報を、制御ネットワーク300を介して実績データ収集管理装置1に送信する。
In the
コントローラ4は、フィールド機器5およびバッチプロセス6が接続され、これらフィールド機器5およびバッチプロセス6を制御する。特に、本実施の形態1においては、コントローラ4は、フィールド機器5から受け取った計測データ等に基づき、異常が発生したか否かを判断する。そして、コントローラ4は、異常が発生したと判断した場合に、アラームを生成する。アラームは、フィールド機器5による計測結果が異常を示す場合等に、当該異常が発生したことを示す警告情報であり、例えば、優先度、発生源および異常内容等の情報を含むデータである。
The
また、コントローラ4は、バッチプロセス6から、予め決められた製品の製造プロセス等の情報を受け取り、製造プロセスに応じて特定のフラグをONまたはOFFとした製造実績を示す製造情報を生成する。そして、コントローラ4は、生成したアラームおよび製造情報をイベント情報として実績データ収集管理装置1に送信する。
Further, the
イベント情報が示すイベントがアラームである場合、イベント情報には、当該アラームの発生源および異常内容等を示すポイントが含まれる。また、製造プロセスに対する情報としては、製品毎に製造を開始してから終了するまでの任意のポイントの実績値が含まれる。 When the event indicated by the event information is an alarm, the event information includes a point indicating a source of occurrence of the alarm, an abnormal content, and the like. Further, the information on the manufacturing process includes the actual value of an arbitrary point from the start to the end of manufacturing for each product.
フィールド機器5は、プラント等の設備に設置された各種の機器であり、設備に関する情報を取得する。フィールド機器5として、例えば流量計および圧力計等の各種データを計測するための計測機器が用いられる。バッチプロセス6は、プラント等の設備で、予め決められた製品を製造する際に用いられるプロセスを示す。
The
[実績データ収集管理装置1の構成]
図2は、図1の実績データ収集管理装置1の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、実績データ収集管理装置1は、情報取得部11、イベント情報データベース12、ポイント定義データベース13、プロセスデータデータベース14、ポイント情報取得部15および収集定義決定部16を有している。
[Configuration of Performance Data Collection Management Device 1]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the performance data collection management device 1 of FIG. As shown in FIG. 2, the performance data collection management device 1 includes an information acquisition unit 11, an
情報取得部11は、制御ネットワーク300に接続され、制御端末3およびコントローラ4との間で各種のデータのやりとりを行う。具体的には、情報取得部11は、制御ネットワーク300を介してコントローラ4からアラームおよび製造情報等のイベント情報を受信する。また、情報取得部11は、プロセスデータの中から、収集定義決定部16で決定された収集定義に従ったプロセスデータを受信する。
The information acquisition unit 11 is connected to the
イベント情報データベース12は、情報取得部11で取得したイベント情報を格納する。ポイント定義データベース13は、コントローラ4で管理するポイントおよびその内容を示すためにユーザが定義したディスクリプタ情報とを格納する。ポイント定義データベース13に格納される情報の詳細については後述する。プロセスデータデータベース14は、情報取得部11で収集したプロセスデータを格納する。
The
ポイント情報取得部15は、情報取得部11で受信したイベント情報もしくはイベント情報データベース12に記録された実績に基づき、ポイント定義データベース13を参照して、ポイント情報を取得する。ポイント情報は、イベント情報が示すイベントの発生ポイントと、それに関連するポイントを含む情報である。
The point
具体的には、イベント情報が示すイベントがアラームである場合、ポイント情報には、アラームの発生源に関連する情報が含まれる。また、製造情報として記録されたポイント毎の実績には、どの製造される製品によるものかを示す情報が含まれる。 Specifically, when the event indicated by the event information is an alarm, the point information includes information related to the source of the alarm. The results for each point recorded as the manufacturing information include information indicating which product is manufactured.
収集定義決定部16は、ポイント情報取得部15で取得したポイント情報に基づき、収集するプロセスデータについての定義情報である収集定義を決定する。収集定義は、プロセスデータを収集する際の収集条件を定義したものである。定義内容は、例えば、プロセスデータの名称、対象製品名、収集開始および終了時間、ならびにイベント発生時間等である。
The collection definition determining unit 16 determines a collection definition, which is definition information on process data to be collected, based on the point information acquired by the point
ここで、ポイント定義データベース13に格納される情報について説明する。図3は、ポイント定義データベース13に格納される情報の一例を示す概略図である。図3に示すように、ポイント定義データベース13には、イベントの発生源に関する情報と、当該イベントに対応する製品に関する情報とが格納される。
Here, information stored in the
イベントの発生源に関する情報は、例えば発生するイベントに対応するポイント名である。イベントに対応する製品に関する情報は、例えば対応するポイントについての説明を含むディスクリプタである。この例では、例えば、ポイント名「A_FIC001.NN(1)」と、ディスクリプタ「製品A攪拌開始流量」とが関連付けられている。 The information on the event source is, for example, a point name corresponding to the event that occurs. The information on the product corresponding to the event is, for example, a descriptor including a description of the corresponding point. In this example, for example, the point name “A_FIC001.NN (1)” and the descriptor “product A stirring start flow rate” are associated with each other.
[プロセス制御システム100の動作]
次に、上記構成を有するプロセス制御システム100の動作について説明する。ここでは、イベント情報としてアラームが発生した場合と、製品の製造が開始された場合について説明する。
[Operation of Process Control System 100]
Next, the operation of the
(アラーム発生時)
まず、コントローラ4からアラームがイベント情報として出力された場合のシステム全体の動作について説明する。
(When an alarm occurs)
First, the operation of the entire system when an alarm is output from the
コントローラ4は、フィールド機器5から計測データを受け取った場合に、計測データに基づいて異常が発生しているか否かを判断する。そして、コントローラ4は、異常が発生していると判断した場合に、異常状態を示すアラームを発生させる。コントローラ4は、発生させたアラームを、制御ネットワーク300を介して実績データ収集管理装置1および制御端末3に送信する。
When receiving the measurement data from the
制御端末3は、コントローラ4からアラームを受信した場合に、受信したアラームに含まれる各種の内容を表示等させ、オペレータに報知する。これにより、制御端末3では、オペレータによるアラームに応じた操作が行われる。
When receiving an alarm from the
一方、実績データ収集管理装置1において、情報取得部11は、コントローラ4から送信されたアラームを受信すると、受信したアラームに基づき、プロセスデータの中から必要なプロセスデータを収集する。
On the other hand, in the performance data collection and management device 1, upon receiving the alarm transmitted from the
図4は、図1の実績データ収集管理装置1によるプロセスデータ収集の一例を示す概略図である。図4に示すように、アラームが発生すると、実績データ収集管理装置1の情報取得部11は、発生したアラームを受信する。ポイント情報取得部15は、受信したアラームに基づき、ポイント定義データベース13を参照して当該アラームの発生ポイントおよび関連ポイントからなるポイント情報を取得する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of process data collection by the performance data collection management device 1 of FIG. As shown in FIG. 4, when an alarm occurs, the information acquisition unit 11 of the performance data collection and management device 1 receives the generated alarm. Based on the received alarm, the point
例えば、図3に示すポイント定義データベース13において、アラームの発生源が「FIC001」である場合には、発生ポイントとして「A_FIC001.NN(1)」が取得される。また、関連ポイントとして「A_FIC001.NN(2)」および「A_FIC001.NN(3)」が取得される。
For example, in the
収集定義決定部16は、取得されたポイント情報に基づき、プロセスデータに対する収集定義を行う。そして、情報取得部11は、収集定義に従い、プロセスデータの中から必要なプロセスデータを収集し、プロセスデータデータベース14に格納する。実績データ収集管理装置1は、アラームが復旧した場合に、プロセスデータの収集を停止する。
The collection definition determining unit 16 performs a collection definition for the process data based on the acquired point information. Then, the information acquisition unit 11 collects necessary process data from the process data according to the collection definition and stores the process data in the
(製品製造開始時)
次に、コントローラ4から製造情報がイベント情報として出力された場合のシステム全体の動作について説明する。
(At the start of product production)
Next, the operation of the entire system when the manufacturing information is output from the
コントローラ4は、バッチプロセス6から製品の製造を開始する情報を受け取った場合に、製品の製造開始を示す製造情報を生成する。コントローラ4は、生成した製造情報を、制御ネットワーク300を介して実績データ収集管理装置1および制御端末3に送信する。
When the
制御端末3は、コントローラ4から製造情報を受信した場合に、製品の製造についての情報を表示等させ、オペレータに報知する。
When receiving the manufacturing information from the
一方、実績データ収集管理装置1において、情報取得部11は、コントローラ4から送信された製造情報を受信すると、受信した製造情報に基づき、プロセスデータの中から必要なプロセスデータを収集する。
On the other hand, in the performance data collection and management device 1, upon receiving the manufacturing information transmitted from the
図5は、図1の実績データ収集管理装置1によるプロセスデータ収集の他の例を示す概略図である。図5に示すように、製品の製造が開始されると、実績データ収集管理装置1の情報取得部11は、製品の製造開始に伴って生成された製造情報を受信する。ポイント情報取得部15は、受信した製造情報に基づき、ポイント定義データベース13を参照して当該製造情報に含まれる製品に関連するポイント情報を取得する。
FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of process data collection by the performance data collection management device 1 of FIG. As shown in FIG. 5, when the production of a product is started, the information acquisition unit 11 of the performance data collection and management device 1 receives the production information generated with the start of the production of the product. The point
例えば、図3に示すポイント定義データベース13において、製造される製品が「製品A」である場合には、製品Aに関連するディスクリプタが記述されたポイント「A_FIC001.NN(1)」および「A_TIC001.NN(1)」が取得される。
For example, in the
収集定義決定部16は、取得されたポイント情報に基づき、プロセスデータに対する収集定義を行う。そして、情報取得部11は、収集定義に従い、プロセスデータの中から必要なプロセスデータを収集し、プロセスデータデータベース14に格納する。実績データ収集管理装置1は、製品の製造が終了した場合に、プロセスデータの収集を停止する。
The collection definition determining unit 16 performs a collection definition for the process data based on the acquired point information. Then, the information acquisition unit 11 collects necessary process data from the process data according to the collection definition and stores the process data in the
(データ収集処理)
次に、実績データ収集管理装置1によるデータ収集処理について説明する。図6は、図1の実績データ収集管理装置1によるデータ収集処理の流れの一例を示すフローチャートである。
(Data collection processing)
Next, data collection processing by the performance data collection management device 1 will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the flow of data collection processing by the performance data collection management device 1 of FIG.
ステップS1において、情報取得部11は、コントローラ4から送信されたアラームおよび製造情報等を含むイベント情報を受信する。ステップS2において、情報取得部11は、受信したイベント情報をイベント情報データベース12に格納する。
In step S1, the information acquisition unit 11 receives the event information including the alarm and the manufacturing information transmitted from the
ステップS3において、ポイント情報取得部15は、受信したイベント情報に基づきポイント定義データベース13を参照し、イベント発生のポイントと、当該イベントに関連するポイントとを含むポイント情報を取得する。なお、イベントに関連するポイントは、例えば、イベント発生のポイントに対してワイルドカードを利用して検索することで判断することができる。
In step S3, the point
ステップS4において、収集定義決定部16は、取得したポイント情報に基づき、プロセスデータに対する収集定義を行う。ステップS5において、情報取得部11は、収集定義に従い、プロセスデータの中から必要なプロセスデータを収集し、収集したプロセスデータをプロセスデータデータベース14に格納する。
In step S4, the collection definition determining unit 16 performs a collection definition for the process data based on the acquired point information. In step S5, the information acquisition unit 11 collects necessary process data from the process data according to the collection definition, and stores the collected process data in the
ステップS6において、実績データ収集管理装置1は、収集停止を示すイベント情報を受信したか否かを判断する。収集停止を示すイベント情報を受信した場合(ステップS6;Yes)、実績データ収集管理装置1は、プロセスデータの収集を停止し、一連の処理が終了する。一方、収集停止を示すイベント情報を受信しなかった場合(ステップS6;No)には、処理がステップS5に戻り、情報取得部11は、収集停止を示すイベント情報を受信するまでプロセスデータの収集を継続する。 In step S6, the result data collection management device 1 determines whether or not event information indicating collection stop has been received. When receiving the event information indicating the stop of the collection (Step S6; Yes), the result data collection management device 1 stops the collection of the process data, and a series of processing ends. On the other hand, when the event information indicating the stop of collection is not received (Step S6; No), the process returns to Step S5, and the information acquisition unit 11 collects the process data until the event information indicating the stop of collection is received. To continue.
以上のように、本実施の形態1に係る実績データ収集管理装置1では、取得したイベント情報に関連のあるポイント情報を取得し、ポイント情報に基づく収集定義に従ってプロセスデータを収集する。これにより、必要なプロセスデータを自動的に収集することができる。また、受信したイベント情報が示すイベントの内容に応じて収集定義が決定されるため、イベント発生時に、当該イベントに対応するプロセスデータを適切に収集することができる。 As described above, the result data collection and management device 1 according to the first embodiment acquires point information related to the acquired event information, and collects process data according to the collection definition based on the point information. Thereby, necessary process data can be automatically collected. Further, since the collection definition is determined according to the content of the event indicated by the received event information, when an event occurs, process data corresponding to the event can be appropriately collected.
また、必要なプロセスデータのみがプロセスデータデータベース14に格納されるため、データベースへのプロセスデータの保存容量を削減することができる。さらに、必要なプロセスデータのみが保存されるため、データの分析を行う際に必要な前処理作業を軽減することができる。
Further, since only the necessary process data is stored in the
なお、イベントがアラームである場合、イベント情報には、アラームの発生源を示す情報が含まれる。また、イベントが製造情報である場合、イベント情報には、製造される製品の製品名および計測内容を示す情報が含まれる。 If the event is an alarm, the event information includes information indicating the source of the alarm. When the event is manufacturing information, the event information includes information indicating a product name of a manufactured product and measurement contents.
1 実績データ収集管理装置、2 クライアント装置、3 制御端末、4 コントローラ、5 フィールド機器、6 バッチプロセス、11 情報取得部、12 イベント情報データベース、13 ポイント定義データベース、14 プロセスデータデータベース、15 ポイント情報取得部、16 収集定義決定部、100 プロセス制御システム、200 上位ネットワーク、300 制御ネットワーク。 1 actual data collection and management device, 2 client devices, 3 control terminals, 4 controllers, 5 field devices, 6 batch processes, 11 information acquisition section, 12 event information database, 13 point definition database, 14 process data database, 15 point information acquisition Section, 16 collection definition determining section, 100 process control system, 200 upper network, 300 control network.
Claims (6)
発生する前記イベントの発生源に関する情報と、前記イベントに対応する製品に関する情報とが互いに関連付けられて格納されたポイント定義データベースと、
取得した前記イベント情報に基づき前記ポイント定義データベースを参照し、前記イベント情報に関連する情報を含むポイント情報を取得するポイント情報取得部と、
取得した前記ポイント情報に基づき、プロセスデータを収集する際の収集条件を定義した収集定義を決定する収集定義決定部と、
収集された前記プロセスデータを格納するプロセスデータデータベースと
を備え、
前記情報取得部は、
前記収集定義に従い、プロセスデータの中から前記必要なプロセスデータを収集することを特徴とするデータ収集装置。 An information acquisition unit that acquires event information on an event that occurs and collects necessary process data;
A point definition database in which information on a source of the event to be generated and information on a product corresponding to the event are stored in association with each other.
A point information acquisition unit that refers to the point definition database based on the acquired event information, and acquires point information including information related to the event information.
Based on the acquired point information, a collection definition determining unit that determines a collection definition that defines collection conditions when collecting process data,
A process data database for storing the collected process data,
The information acquisition unit,
A data collection device, wherein the necessary process data is collected from the process data according to the collection definition.
前記イベント情報は、前記アラームの発生源を示す情報を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ収集装置。 The event is an alarm indicating that an abnormality has occurred,
The data collection device according to claim 1, wherein the event information includes information indicating a source of the alarm.
前記イベント情報は、製造される前記製品の製品名および計測内容を示す情報を含むことを特徴とする請求項1に記載のデータ収集装置。 The event is manufacturing information related to manufacturing of the product,
The data collection device according to claim 1, wherein the event information includes information indicating a product name of the product to be manufactured and measurement contents.
発生する前記イベントに対応するポイントの名称と、前記対応するポイントについての説明を含むディスクリプタとが互いに関連付けられて格納されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のデータ収集装置。 The point definition database,
The data according to any one of claims 1 to 3, wherein a name of a point corresponding to the generated event and a descriptor including a description of the corresponding point are stored in association with each other. Collection device.
発生するイベントに関するイベント情報を取得し、
取得した前記イベント情報に基づき、発生する前記イベントの発生源に関する情報と、前記イベントに対応する製品に関する情報とが互いに関連付けられて格納されたポイント定義データベースを参照し、前記イベント情報に関連する情報を含むポイント情報を取得し、
取得した前記ポイント情報に基づき、前記プロセスデータを収集する際の収集条件を定義した収集定義を決定し、
決定された前記収集定義に従い、前記プロセスデータの中から前記必要なプロセスデータを収集し、
収集された前記プロセスデータをプロセスデータデータベースに格納することを特徴とするデータ収集方法。 A data collection method for collecting process data,
Get event information about the event that occurs,
Based on the acquired event information, information on the source of the event that occurs and information on a product corresponding to the event are referred to a point definition database stored in association with each other, and information related to the event information is referred to. Get point information including
Based on the obtained point information, determine a collection definition that defines a collection condition when collecting the process data,
According to the determined collection definition, collect the necessary process data from the process data,
A data collection method, wherein the collected process data is stored in a process data database.
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