JP2020166330A - プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム - Google Patents

プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2020166330A
JP2020166330A JP2019063575A JP2019063575A JP2020166330A JP 2020166330 A JP2020166330 A JP 2020166330A JP 2019063575 A JP2019063575 A JP 2019063575A JP 2019063575 A JP2019063575 A JP 2019063575A JP 2020166330 A JP2020166330 A JP 2020166330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
detection value
plant
mahalanobis distance
detected
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
JP2019063575A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7179663B2 (ja
Inventor
一郎 永野
Ichiro Nagano
一郎 永野
斎藤　真由美
Mayumi Saito
真由美 斎藤
慶治 江口
Keiji Eguchi
慶治 江口
青山　邦明
Kuniaki Aoyama
邦明 青山
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems 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 Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2019063575A priority Critical patent/JP7179663B2/ja
Priority to PCT/JP2020/011224 priority patent/WO2020195978A1/ja
Priority to KR1020217025569A priority patent/KR102603020B1/ko
Priority to CN202080010983.0A priority patent/CN113348420A/zh
Priority to US17/430,445 priority patent/US11586189B2/en
Priority to DE112020001590.4T priority patent/DE112020001590T5/de
Publication of JP2020166330A publication Critical patent/JP2020166330A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7179663B2 publication Critical patent/JP7179663B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/0227—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions
    • G05B23/0235—Qualitative history assessment, whereby the type of data acted upon, e.g. waveforms, images or patterns, is not relevant, e.g. rule based assessment; if-then decisions based on a comparison with predetermined threshold or range, e.g. "classical methods", carried out during normal operation; threshold adaptation or choice; when or how to compare with the threshold
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224—Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/024—Quantitative history assessment, e.g. mathematical relationships between available data; Functions therefor; Principal component analysis [PCA]; Partial least square [PLS]; Statistical classifiers, e.g. Bayesian networks, linear regression or correlation analysis; Neural networks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221—Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

【課題】プラントの異常を緩和させるための操作を適切に判断することができるプラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】プラント監視装置２０は、検出値の束を取得する検出値取得部２１１と、第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出部２１２と、前記プラントの運転状態が正常か異常かを判定するプラント状態判定部２１３と、前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部２１４と、前記原因検出値として推定された検出値の値を増加又は減少させて第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出部２１５と、前記原因検出値として推定された検出値の値を増加させることにより異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより異常を緩和させることができるかを特定する特定部２１６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムに関する。
ガスタービン発電プラント、原子力発電プラント、あるいは化学プラントといった各種のプラントでは、複数の評価項目（温度、圧力等）それぞれの検出値（状態量）の束を取得し、これら検出値の傾向に基づいて、プラントが正常に運転されているか否かを監視している。例えば、特許文献１には、複数の検出値の束により構成される単位空間を基準として、評価時点において取得された検出値の束のマハラノビス距離を算出し、このマハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラントの運転状態が正常であるか否かを判断する技術が記載されている。また、特許文献１には、検出値の束のうち、異常の原因となる検出値の項目を、望大ＳＮ比の差に基づいて推定する技術が記載されている。
特開２０１２−６７７５７号公報
しかしながら、従来の技術では、異常の原因となる検出値を推定することは可能であるが、この検出値を増加させる操作、又は減少させる操作の何れを行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを区別する手段がなかった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、プラントの異常を緩和させるための操作を適切に判断することができるプラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムを提供する。
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の第１の態様によれば、複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置は、前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部と、複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出部と、前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部と、前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部と、前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を、前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出部と、前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する特定部と、を備える。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常について、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作、又は減少させる操作の何れを行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを特定することができる。これにより、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和させるための操作を適切に判断することができる。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係るプラント監視装置において、前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値より所定量増加させて前記第２マハラノビス距離を算出する。前記特定部は、前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値として推定された検出値を取得された値よりも増加させることによってマハラノビス距離が増加した場合は、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきではなく、マハラノビス距離が減少した場合は原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきであることを精度よく特定することができる。
本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係るプラント監視装置において、前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて前記第２マハラノビス距離を算出する。前記特定部は、前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うことにより、プラントの異常を緩和させることが可能であるか否かを精度よく特定することができる。
本発明の第４の態様によれば、第１の態様に係るプラント監視装置において、前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値より所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離を求める。前記特定部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和さるための操作として、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作と、減少させる操作とのうち何れが適切であるかを精度よく特定することができる。
本発明の第５の態様によれば、第１の態様に係るプラント監視装置において、前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離を求める。前記特定部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離との両方が、前記第１マハラノビス距離より増加した場合であって、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離と前記第１マハラノビス距離との差である第１増加量が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離と前記第１マハラノビス距離との差である第２増加量より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、前記第１増加量が前記第２増加量より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和さるための操作として、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作と、減少させる操作とのうち何れが適切であるかを精度よく特定することができる。
本発明の第６の態様によれば、第２から第５の何れか一の態様に係るプラント監視装置において、前記第２マハラノビス距離算出部は、前記単位空間を構成する複数の前記検出値の束に含まれる検出値のうち、前記原因検出値の評価項目と関連付けられた複数の検出値の標準偏差の１００００分の１乃至１０分の５の値を、前記所定量として設定する。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値の評価項目に応じた適切な増減量を原因検出値に適用することができる。
本発明の第７の態様によれば、第１から第６の何れか一の態様に係るプラント監視装置は、前記原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定した情報と、を含む異常情報を表示する表示部を更に備える。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの監視を行う作業者に対し、どの評価項目の検出値が異常であると推定されるかを認識させることができるのみならず、どのような操作を行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを認識させることができる。これにより、作業者は、異常情報を参照することにより、プラントの異常を解消するために実施すべき操作を容易に把握することができる。
本発明の第８の態様によれば、複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視方法は、前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出ステップと、前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出ステップと、前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、を有する。
本発明の第９の態様によれば、複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置のコンピュータを機能させるプログラムは、前記コンピュータに、前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出ステップと、前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出ステップと、前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、を実行させる。
本発明に係るプラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラムによれば、プラントの異常を緩和させるための操作を適切に判断することができる。
本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の概要を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の機能構成を示す図である。 マハラノビス距離の概念を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る異常情報の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るプラント監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置２０について、図１〜図６を参照しながら説明する。
（全体構成）
本実施形態に係るプラント監視装置２０は、図１に示すように、複数の評価項目があるプラント１の運転状態を監視するための装置である。プラント監視装置２０は、プラント１の各部に設けられた検出器から評価項目ごとの状態量を示す検出値を取得する。そして、プラント監視装置２０は、マハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ法とする）を利用し、取得した検出値に基づいてプラント１の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。
本実施形態に係るプラント１は、ガスタービン複合発電プラントであり、ガスタービン１０と、ガスタービン発電機１１と、排熱回収ボイラ１２と、蒸気タービン１３と、蒸気タービン発電機１４と、制御装置４０と、を備える。なお、他の実施形態では、プラント１は、ガスタービン発電プラント、原子力発電プラント、化学プラントであってもよい。
ガスタービン１０は、圧縮機１０１と、燃焼器１０２と、タービン１０３と、を備えている。
圧縮機１０１は、吸気口から取り込んだ空気を圧縮する。圧縮機１０１には、評価項目の一つである圧縮機１０１の車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ１０１Ａ、１０１Ｂが設けられている。例えば、温度センサ１０１Ａは圧縮機１０１の車室入口の温度（入口空気温度）を検出し、温度センサ１０１Ｂは車室出口の温度（出口空気温度）を検出するようにしてもよい。
燃焼器１０２は、圧縮機１０１から導入された圧縮空気に燃料Ｆを混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する。燃焼器１０２には、評価項目の一つである燃料Ｆの圧力を検出するための検出器として、圧力センサ１０２Ａが設けられている。
タービン１０３は、燃焼器１０２から供給された燃焼ガスにより回転駆動する。タービン１０３には、評価項目の一つである車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ１０３Ａ、１０３Ｂが設けられている。例えば、温度センサ１０３Ａはタービン１０３の車室入口の温度（入口燃焼ガス温度）を検出し、温度センサ１０３Ｂは車室出口の温度（出口燃焼ガス温度）を検出するようにしてもよい。
ガスタービン発電機１１は、タービン１０３のロータ１０４と、圧縮機１０１を介して連結され、ロータ１０４の回転により発電する。ガスタービン発電機１１には、評価項目の一つである潤滑油の温度を検出するための検出器として、温度計１１Ａが設けられている。
排熱回収ボイラ１２は、タービン１０３から排出された燃焼ガス（排ガス）で水を加熱して、蒸気を生成する。排熱回収ボイラ１２には、評価項目の一つであるドラムの水位レベルを検出するための検出器として、レベル計１２Ａが設けられている。
蒸気タービン１３は、排熱回収ボイラ１２からの蒸気で駆動する。蒸気タービン１３には、評価項目の一つである車室内の温度を検出するための検出器として、温度センサ１３Ａが設けられている。また、蒸気タービン１３から排出される蒸気は、復水器１３２で水に戻されて、給水ポンプを介して排熱回収ボイラ１２に送られる。
蒸気タービン発電機１４は、蒸気タービン１３のロータ１３１と連結され、ロータ１３１の回転により発電する。蒸気タービン発電機１４には、評価項目の一つである潤滑油の温度を検出するための検出器として、温度計１４Ａが設けられている。
なお、上述の評価項目は一例であり、これに限られることはない。プラント１の他の評価項目として、例えばガスタービン発電機１１の出力、タービン１０３の車室内の圧力、ロータ１０４の回転速度、振動等が設定されていてもよい。この場合、図示は略すが、これら評価項目の状態量を検出する検出器がプラント１の各部に設けられているものとする。
制御装置４０は、プラント１の動作を制御するための装置である。また、制御装置４０は、プラント監視装置２０によりプラント１の運転状態が異常であると判定された場合、プラント監視装置２０からの制御信号に従って、プラント１各部の動作を制御するようにしてもよい。
（プラント監視装置の機能構成）
図２は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の機能構成を示す図である。
プラント監視装置２０は、図２に示すように、ＣＰＵ２１と、入出力インタフェース２２と、表示部２３と、操作受付部２４と、記憶部２５と、を備えている。
入出力インタフェース２２は、プラント１の各部の検出器と接続され、複数の評価項目ごとの検出値の入力を受け付ける。
表示部２３は、プラント監視装置２０によるプラント１の運転状態の判定結果等を表示するためのディスプレイである。例えば、表示部２３は、プラント１の異常の原因と推定される評価項目を特定可能な情報と、当該評価項目の検出値の値を増加させることによりプラント１の異常を緩和できるか、又は、減少させることによりプラント１の異常を緩和できるかを特定した情報と、を含む異常情報を表示する。評価項目を特定可能な情報とは、例えば評価項目又は検出器の名称、識別番号等である。
操作受付部２４は、プラント１の監視を行う作業者による操作を受け付けるためのキーボード、マウス等の装置である。
ＣＰＵ２１は、プラント監視装置２０全体の動作を司るプロセッサである。ＣＰＵ２１は、予め用意されたプログラムに従って各種演算処理を実行することにより、検出値取得部２１１、第１マハラノビス距離算出部２１２、プラント状態判定部２１３、原因検出値推定部２１４、第２マハラノビス距離算出部２１５、特定部２１６、出力部２１７、としての機能を発揮する。
検出値取得部２１１は、プラント１から複数の評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を、入出力インタフェース２２を介して取得する。検出値取得部２１１は、所定時間（例えば１分）ごとに検出値の束を取得して、記憶部２５に記憶して蓄積する。
第１マハラノビス距離算出部２１２は、過去の運転データである複数の検出値の束により構成される単位空間を基準として、検出値の束のマハラノビス距離（第１マハラノビス距離）を算出する。
プラント状態判定部２１３は、第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラント１の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。
原因検出値推定部２１４は、プラント１の運転状態が異常であると判定された場合、検出値の束のうちプラント１の異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する。
第２マハラノビス距離算出部２１５は、検出値の束のうち原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束のマハラノビス距離（第２マハラノビス距離）を算出する。
特定部２１６は、プラント状態判定部２１３によりプラント１の運転状態が異常であると判定された場合、その異常を緩和する操作を特定する。本実施形態では、特定部２１６は、第２マハラノビス距離に基づいて、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができるか、又は減少させることによりプラント１の異常を緩和させることができるかを特定する。
出力部２１７は、プラント状態判定部２１３によりプラント１の運転状態が異常であると判定された場合、原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができるか、又は減少させることによりプラント１の異常を緩和させることができるかを特定した情報と、を含む異常情報を表示部２３に表示させる。また、出力部２１７は、作業者が操作受付部２４を介してプラント１を遠隔制御するための操作を行った場合、この操作に応じた制御信号をプラント１の制御装置４０に出力するようにしてもよい。
記憶部２５には、ＣＰＵ２１の各部における処理において取得、生成されたデータ等が記憶される。
（プラント監視装置の処理フロー）
図３は、マハラノビス距離の概念を示す概念図である。
図４は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図３〜図４を参照しながら本実施形態に係るプラント監視装置２０の処理の一例について説明する。
本実施形態に係るプラント監視装置２０は、上述のようにＭＴ法を利用してプラント１の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。まず、ＭＴ法によるプラント監視方法の概要について、図３を用いて説明する。
図３に示すように、プラント監視装置２０の検出値取得部２１１が、プラント１の検出値１及び検出値２を検出値の束Ｂとして取得すると仮定する。例えば、検出値１は「ガスタービン出力」、検出値２は「ボイラ水位」である。ＭＴ法では、複数の検出値の束Ｂの集合体であるデータ群を、基準データ群である単位空間Ｓとし、ある時点で取得された検出値の束Ａのマハラノビス距離Ｄを算出する。
マハラノビス距離Ｄは、単位空間Ｓにおける検出値の分散や相関に応じて重み付けがなされた距離であり、単位空間Ｓにおけるデータ群との類似度が低いほど大きい値となる。ここで、単位空間Ｓを構成する検出値の束Ｂのマハラノビス距離の平均は１となり、プラント１の運転状態が正常である場合、検出値の束Ａのマハラノビス距離Ｄは概ね４以下に収まる。しかしながら、プラント１の運転状態が異常となると、異常の程度に応じてマハラノビス距離Ｄの値は大きくなる。
このため、ＭＴ法では、マハラノビス距離Ｄが、予め定められた閾値Ｄｃ以内であるか否かに応じで、プラント１の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、検出値の束Ａ１のマハラノビス距離Ｄ１は、閾値Ｄｃ以下であるため、この検出値の束Ａ１を取得した時点におけるプラント１の運転状態は正常であると判定される。また、検出値の束Ａ２のマハラノビス距離Ｄ２は、閾値Ｄｃよりも大きいため、この検出値の束Ａ２を取得した時点におけるプラント１の運転状態は異常であると判定される。
なお、閾値Ｄｃは、例えば単位空間Ｓを構成する複数の検出値の束Ｂそれぞれのマハラノビス距離のうち、最大のマハラノビス距離よりも大きい値に設定することが好ましい。また、このとき、プラント１の固有の特性等を考慮して、閾値Ｄｃを定めることが好ましい。閾値Ｄｃは、作業者によりプラント監視装置２０の操作受付部２４を介して変更できるようにしてもよい。
次に、プラント監視装置２０におけるプラント１の運転状態の監視処理について、図４を用いて説明する。ここでは、プラント監視装置２０の記憶部２５には、プラント１から過去に取得した検出値の束が複数蓄積されており、これら複数の検出値の束に基づいて作成された単位空間と、マハラノビス距離の閾値とが記憶されているものとする。
図４に示すように、検出値取得部２１１は、プラント１の各部に設けられた検出器から、複数の評価項目それぞれの検出値を取得する（ステップＳ１）。例えば評価項目の数が１００個である場合、検出値取得部２１１は評価項目それぞれに対応する１００個の検出値を取得し、これらを一つの束（検出値の束）として記憶部２５に記憶する。
次に、第１マハラノビス距離算出部２１２は、記憶部２５に記憶されている単位空間を基準として、ステップＳ１において取得した検出値の第１マハラノビス距離を算出する（ステップＳ２）。
次に、プラント状態判定部２１３は、ステップＳ２において算出された第１マハラノビス距離が、記憶部２５に予め記憶されている閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
第１マハラノビス距離が閾値以下である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、プラント状態判定部２１３は、プラント１の運転状態は正常であると判定して（ステップＳ４）、処理を終了する。このとき、出力部２１７は、プラント１の運転状態が正常であるとの判定結果等を表示部２３に表示させてもよい。
一方、第１マハラノビス距離が閾値を超える場合（ステップＳ３：ＮＯ）、プラント状態判定部２１３は、プラント１の運転状態は異常であると判定して（ステップＳ５）、次の処理に進む。
プラント１の運転状態の異常の有無は、第１マハラノビス距離から判断することが可能であるが、異常が発生した箇所を第１マハラノビス距離から推定することが出来ない。このため、原因検出値推定部２１４は、プラント１の運転状態が異常であると判定されると、ステップＳ１において取得された検出値の束のうち、プラント１が異常と判定された原因となる検出値である原因検出値を推定する（ステップＳ６）。
例えば、原因検出値推定部２１４は、直交表分析による項目有無の望大ＳＮ（Signal/Noise）比の差から、異常である検出値を推定する。直交表分析による項目有無の望大ＳＮ比の差は、異常である評価項目の検出値では大きくなるという性質がある。このような性質に基づき、原因検出値推定部２１４は、望大ＳＮ比の差が最も大きい評価項目の検出値が、マハラノビス距離の増大に影響を与える要因、即ち、原因検出値であると推定する。
次に、第２マハラノビス距離算出部２１５は、ステップＳ１において取得した検出値の束のうち原因検出値として推定された検出値の値を増加又は減少させて、この検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する（ステップＳ７）。
具体的には、第２マハラノビス距離算出部２１５は、原因検出値として推定された検出値の値（以下、単に「原因検出値の値」とも記載する）を所定量増加させて、第２マハラノビス距離を算出する。所定量は、単位空間を構成する複数の検出値の束に基づいて、評価項目別に予め設定されていてもよい。例えば、原因検出値の評価項目が「排熱回収ボイラ１２のドラムの水位レベル」である場合、第２マハラノビス距離算出部２１５は、単位空間を構成する複数の検出値の束に含まれる検出値のうち、「排熱回収ボイラ１２のドラムの水位レベル」と関連付けられた複数の検出値の標準偏差を算出する。そして、第２マハラノビス距離算出部２１５は、この標準偏差の１００００分の１乃至１０分の５の値（＋０．０００１σ〜＋０．５σ）を、所定量として設定する。なお、所定量は、より好ましくは標準偏差の１０００分の１乃至１０分の１の値（＋０．００１σ〜＋０．１σ）であり、最も好ましくは標準偏差の１００分の１乃至１０分の１の値（＋０．０１σ〜＋０．１σ）である。
次に、特定部２１６は、プラント１の異常を緩和させるための操作を特定する（ステップＳ８）。
例えば原因検出値である「排熱回収ボイラ１２のドラムの水位レベル」の検出値が平均値よりも高い場合であっても、単にドラムの水位レベルを平均値まで下げる操作を行えば異常が解消されるとは限らず、原因検出値の値と他の検出値の値との関係から、ドラムの水位レベルを上げる操作を行うことにより異常が解消されるケースがある。このように、原因検出値の値と他の検出値の値との関係により異常を解消するための操作方法が異なる可能性があるので、作業者は、原因検出値の値をみただけでは、原因検出値の値を下げる操作が必要であるのか、上げる操作が必要であるのか、容易に把握できない場合がある。
したがって、プラント１の異常を緩和するために、原因検出値の値を増加させる操作を行うか、減少させる操作を行うかは、他の複数の検出値の値との関係から見て判断されるべきである。このため、本実施形態に係る特定部２１６は、第１マハラノビス距離と、第２マハラノビス距離とに基づいて、プラント１の異常を緩和させるための操作を特定する。
具体的には、特定部２１６は、第１マハラノビス距離よりも第２マハラノビス距離が増加した場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から高い傾向にあり、この原因検出値の値を増加させることによりプラント１の異常を緩和することができないと特定する。即ち、特定部２１６は、以下の式（１）を満たす場合、原因検出値の値を増加させる操作を行うべきではないと特定する。なお、ＭＤは、ステップＳ１において取得された検出値の束のマハラノビス距離であり、ｘは当該検出値の束に含まれる原因検出値を示す。
∂（ＭＤ）／∂ｘ＞０ ・・・（１）
また、特定部２１６は、第１マハラノビス距離よりも２マハラノビス距離が減少した場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から低い傾向にあり、この原因検出値の値を増加させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。即ち、特定部２１６は、以下の式（２）を満たす場合、原因検出値の値を増加させる操作を行うべきであると特定する。
∂（ＭＤ）／∂ｘ＜０ ・・・（２）
なお、特定部２１６は、ステップＳ１において取得した検出値の束のパターンから、プラント１の故障個所、異常の発生原因（例えば軸曲り、燃料弁の動作不良等）を更に推定してもよい。
次に、出力部２１７は、異常情報Ｔ１（図５）を表示部２３に表示させる（ステップＳ９）。
図５は、本発明の一実施形態に係る異常情報の一例を示す図である。
異常情報Ｔ１には、図５に示すように、例えば原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、原因検出値の値の高低を示す情報と、原因検出値として推定された検出値のＳＮ比の差と、が含まれる。評価項目を特定可能な情報は、例えば原因検出値を検出した検出器の名称である。原因検出値の値の高低は、例えば特定部２１６により「原因検出値として推定された検出値の値が、他の検出値との関係から高い傾向にある」と特定された場合は「＋」、「原因検出値として推定された検出値の値が、他の検出値との関係から低い傾向にある」と特定された場合は「−」で表される。また、特定部２１６がプラント１の故障個所、異常の発生原因等を特定した場合、異常情報Ｔ１には「推定される異常原因」及び「故障可能性」を示す情報が含まれていてもよい。
プラント監視装置２０は、所定時間（例えば１分）ごとに図４の処理を実行して、プラント１の運転状態の監視を行う。
なお、上述の例では、原因検出値推定部２１４が推定する原因検出値が一つのみである態様について説明したが、これに限られることはない。原因検出値推定部２１４が推定する原因検出値は複数であってもよい。例えば、原因検出値推定部２１４は、ステップＳ６において、望大ＳＮ比の差が大きい評価項目のうち、上位五つの評価項目の検出値を、原因検出値であると推定するようにしてもよい。
この場合、第２マハラノビス距離算出部２１５は、ステップＳ７において、複数の原因検出値それぞれについて第２マハラノビス距離を算出する。
また、特定部２１６は、ステップＳ８において、複数の原因検出値それぞれについて、原因検出値として推定された検出値の値を、検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができるか否かを特定する。即ち、原因検出値が二つある場合、第２マハラノビス距離算出部２１５は、ステップＳ７において、一つ目の原因検出値として推定された検出値の値を変動させた第２マハラノビス距離と、二つ目の原因検出値として推定された検出値の値を変動させた第２マハラノビス距離との二つの第２マハラノビス距離を算出する。また、特定部２１６は、ステップＳ８において、一つ目の原因検出値として推定された検出値の値を増加又は減少すべきか、及び二つ目の原因検出値として推定された検出値の値を増加又は減少すべきかを、それぞれ特定する。
更に、出力部２１７は、複数の原因検出値として推定された検出値それぞれを検出した検出器の名称、原因検出値として推定された検出値を増加させるべきか否かを特定した情報、ＳＮ比の差を異常情報Ｔ１に含めて、表示部２３に表示させる。
（プラント監視装置のハードウェア構成）
図６は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図６を参照して、本実施形態に係るプラント監視装置２０のハードウェア構成について説明する。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述のプラント監視装置２０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述したプラント監視装置２０の各部の動作は、プログラムの形式でそれぞれのコンピュータ９００が有する補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１（ＣＰＵ２１）は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理に伴い取得、生成した各種情報を記憶するための記憶領域（記憶部２５）を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
なお、コンピュータ９００は、インタフェース９０４を介して、外部記憶装置９１０と接続されており、上記記憶領域は、外部記憶装置９１０に確保されてもよい。
なお、少なくとも一つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
（作用効果）
以上のように、本実施形態に係るプラント監視装置２０は、複数の評価項目があるプラント１の運転状態を監視するプラント監視装置２０であって、プラント１から複数の評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部２１１と、複数の検出値の束により構成される単位空間を基準とした、検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出部２１２と、第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラント１の運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部２１３と、プラント１の運転状態が異常であると判定された場合、検出値の束のうちプラント１の異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部２１４と、検出値の束のうち原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出部２１５と、第２マハラノビス距離に基づいて、原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか否かを特定する特定部２１６と、を備える。
上述のように、例えば原因検出値の値が平均値よりも高い場合であっても、単にこの原因検出値の値を平均値まで下げる操作を行えば異常が解消されるとは限らず、原因検出値の値と他の検出値の値との関係から、原因検出値の値を上げる操作を行うことにより異常が解消されるケースがある。このため、原因検出値の値を見ただけでは、この原因検出値の値を増加させる操作を行うべきであるか否かを判断することは困難であった。しかしながら、本実施形態に係るプラント監視装置２０は、上述の構成を有していることにより、プラント１の異常について、原因検出値の値と他の検出値の値との関係から見て、この原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うことによりプラント１の異常を緩和させることができるか否かを特定することができる。これにより、プラント監視装置２０は、プラント１の異常を緩和させるための操作を適切に判断することができる。
また、第２マハラノビス距離算出部２１５は、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値より所定量増加させて第２マハラノビス距離を算出する。特定部２１６は、第１マハラノビス距離よりも第２マハラノビス距離が増加した場合、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができないと特定し、第１マハラノビス距離よりも第２マハラノビス距離が減少した場合、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができると特定する。
このようにすることで、プラント監視装置２０は、原因検出値として推定された検出値を取得された値よりも増加させることによってマハラノビス距離が増加したか否かに基づいて、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきではなく、マハラノビス距離が減少した場合は原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきであることを精度よく特定することができる。
また、第２マハラノビス距離算出部２１５は、単位空間を構成する複数の検出値の束に含まれる検出値のうち、原因検出値の評価項目と関連付けられた複数の検出値の標準偏差の１００００分の１乃至１０分の５の値を、所定量として設定する。第２マハラノビス距離算出部２１５は、より好ましくは当該所定量を標準偏差の１０００分の１乃至１０分の１に設定し、最も好ましくは当該所定量を標準偏差の１００分の１乃至１０分の１に設定する。
このようにすることで、プラント監視装置２０は、原因検出値の評価項目に応じた適切な増減量を原因検出値に適用することができる。これにより、プラント監視装置２０は、プラント１の異常原因を特定する精度を更に向上させることができる。
また、プラント監視装置２０は、原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部２１１により取得された当該検出値の値よりも増加させることによりプラント１の異常を緩和させることができるか否かを特定した情報と、を含む異常情報を表示する表示部２３を更に備える。
このようにすることで、プラント監視装置２０は、プラント１の監視を行う作業者に対し、どの評価項目の検出値が異常であると推定されるかを認識させることができるのみならず、どのような操作を行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを認識させることができる。これにより、作業者は、異常情報を参照することにより、プラント１の異常を解消するために実施すべき操作を容易に把握することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
＜変形例１＞
例えば、上述の実施形態において、第２マハラノビス距離算出部２１５が、原因検出値を所定量増加させて第２マハラノビス距離を算出する態様について説明したが、これに限られることはない。例えば、変形例１では、第２マハラノビス距離算出部２１５は、図４のステップＳ７において、原因検出値の値を所定量減少させて第２マハラノビス距離を算出してもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の実施形態と同様に、原因検出値と同じ評価項目に関連付けられた複数の検出値の標準偏差の１００００分の１乃至１０分の５に設定される。また、当該所定量は、より好ましくはこの標準偏差の１０００分の１乃至１０分の１に設定され、最も好ましくはこの標準偏差の１００分の１乃至１０分の１に設定される。
この場合、特定部２１６は、図４のステップＳ８において、第１マハラノビス距離よりも第２マハラノビス距離が増加した場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から低い傾向にあり、この原因検出値の値を減少させることによりプラント１の異常を緩和することができないと特定する。一方、特定部２１６は、第１マハラノビス距離よりも２マハラノビス距離が減少した場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から高い傾向にあり、この原因検出値の値を減少させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。
このような構成によっても、プラント監視装置２０は、上述の実施形態と同様に、原因検出値の値を減少させる操作を行うことにより、プラント１の異常を緩和させることができるか否かを精度よく特定することができる。
＜変形例２＞
また、変形例２では、第２マハラノビス距離算出部２１５は、図４のステップＳ７において、原因検出値を所定量増加させて算出した第２マハラノビス距離Ａと、原因検出値を所定量減少させて算出した第２マハラノビス距離Ｂと、の二つの第２マハラノビス距離を求めてもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の実施形態および変形例１と同様であってもよいし、異なる値を任意に設定しても良い。
この場合、特定部２１６は、図４のステップＳ８において、原因検出値の値を増加させて算出した第２マハラノビス距離Ａが、原因検出値の値を減少させて算出した第２マハラノビス距離Ｂより大きい場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から高い傾向にあり、この原因検出値の値を減少させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。一方、特定部２１６は、原因検出値の値を増加させて算出した第２マハラノビス距離Ａが、原因検出値の値を減少させて算出した第２マハラノビス距離Ｂより小さい場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から低い傾向にあり、この原因検出値の値を増加させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。
このような構成によっても、プラント監視装置２０は、上述の実施形態と同様に、原因検出値の値をどのように操作すればプラント１の異常を緩和することができるかを精度よく特定することができる。
＜変形例３＞
また、変形例３では、変形例２と同様に、第２マハラノビス距離算出部２１５は、図４のステップＳ７において、原因検出値を所定量増加させて算出した第２マハラノビス距離Ａと、原因検出値を所定量減少させて算出した第２マハラノビス距離Ｂと、の二つの第２マハラノビス距離を求めてもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の変形例２と同様、任意に設定しても良い。
この場合、特定部２１６は、図４のステップＳ８において、原因検出値の値を所定量増加させた第２マハラノビス距離Ａと、原因検出値の値を所定量減少させた第２マハラノビス距離Ｂの両方が、第１マハラノビス距離より増加した場合、次のような処理を実行する。
特定部２１６は、原因検出値の値を所定量増加させて算出した第２マハラノビス距離Ａと第１マハラノビス距離との差である第１増加量が、原因検出値の値を所定量減少させて算出した第２マハラノビス距離Ｂと第１マハラノビス距離との差である第２増加量より大きい場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から高い傾向にあり、この原因検出値の値を減少させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。一方、特定部２１６は、第１増加量が第２増加量より小さい場合、原因検出値の値は他の検出値の値との関係から低い傾向にあり、この原因検出値の値を増加させることによりプラント１の異常を緩和することができると特定する。
なお、変形例３では、原因検出値の値を増減させるための所定量は、原因検出値と同じ評価項目に関連付けられた複数の検出値の標準偏差の１０分の５以上の値に設定される。このため、本変形例における所定量は、上述の実施形態、変形例１、及び変形例２における所定量よりも大きな値に設定される。このため、第２マハラノビス距離Ａ，Ｂがともに第１マハラノビス距離より減少する可能性はほぼないと考えられる。このような考察に基づき、変形例３に係る特定部２１６は、第２マハラノビス距離Ａ，Ｂの両方が第１マハラノビス距離より増加した場合のみ上述の処理を行うこととしているので、処理が複雑化することを抑制することができる。
このような構成によっても、プラント監視装置２０は、上述の実施形態と同様に、原因検出値の値を増加させる操作と、減少させる操作のどちらがプラント１の異常を緩和させることができるかを精度よく特定することができる。
１ プラント
１０ ガスタービン
１１ ガスタービン発電機
１２ 排熱回収ボイラ
１３ 蒸気タービン
１４ 蒸気タービン発電機
２０ プラント監視装置
２１ ＣＰＵ
２２ 入出力インタフェース
２３ 表示部
２４ 操作受付部
２５ 記憶部
４０ 制御装置
２１１ 検出値取得部
２１２ 第１マハラノビス距離算出部
２１３ プラント状態判定部
２１４ 原因検出値推定部
２１５ 第２マハラノビス距離算出部
２１６ 特定部
２１７ 出力部

Claims (9)

  1. 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置であって、
    前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部と、
    複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出部と、
    前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部と、
    前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部と、
    前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出部と、
    前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する特定部と、
    を備えるプラント監視装置。
  2. 前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて前記第２マハラノビス距離を算出し、
    前記特定部は、
    前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、
    前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
    請求項１に記載のプラント監視装置。
  3. 前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて前記第２マハラノビス距離を算出し、
    前記特定部は、
    前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、
    前記第１マハラノビス距離よりも前記第２マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
    請求項１に記載のプラント監視装置。
  4. 前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離を求め、
    前記特定部は、
    前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、
    前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する
    請求項１に記載のプラント監視装置。
  5. 前記第２マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離を求め、
    前記特定部は、
    前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離との両方が、前記第１マハラノビス距離より増加した場合であって、
    前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第２マハラノビス距離と前記第１マハラノビス距離との差である第１増加量が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第２マハラノビス距離と前記第１マハラノビス距離との差である第２増加量より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、
    前記第１増加量が、前記第２増加量より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
    請求項１に記載のプラント監視装置。
  6. 前記第２マハラノビス距離算出部は、前記単位空間を構成する複数の前記検出値の束に含まれる検出値のうち、前記原因検出値の評価項目と関連付けられた複数の検出値の標準偏差の１００００分の１乃至１０分の５の値を、前記所定量として設定する、
    請求項２から５の何れか一項に記載のプラント監視装置。
  7. 前記原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定した情報と、を含む異常情報を表示する表示部を更に備える、
    請求項１から６の何れか一項に記載のプラント監視装置。
  8. 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視方法であって、
    前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
    複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出ステップと、
    前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、
    前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、
    前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出ステップと、
    前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、
    を有するプラント監視方法。
  9. 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、
    前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
    複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第１マハラノビス距離を算出する第１マハラノビス距離算出ステップと、
    前記第１マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、
    前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、
    前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第２マハラノビス距離を算出する第２マハラノビス距離算出ステップと、
    前記第２マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、
    を実行させるプログラム。
JP2019063575A 2019-03-28 2019-03-28 プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム Active JP7179663B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019063575A JP7179663B2 (ja) 2019-03-28 2019-03-28 プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム
PCT/JP2020/011224 WO2020195978A1 (ja) 2019-03-28 2020-03-13 プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム
KR1020217025569A KR102603020B1 (ko) 2019-03-28 2020-03-13 플랜트 감시 장치, 플랜트 감시 방법, 및 프로그램
CN202080010983.0A CN113348420A (zh) 2019-03-28 2020-03-13 成套设备监视装置、成套设备监视方法及程序
US17/430,445 US11586189B2 (en) 2019-03-28 2020-03-13 Plant monitoring device, plant monitoring method, and program
DE112020001590.4T DE112020001590T5 (de) 2019-03-28 2020-03-13 Anlagenüberwachungsvorrichtung, anlagenüberwachungsverfahren und programm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019063575A JP7179663B2 (ja) 2019-03-28 2019-03-28 プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020166330A true JP2020166330A (ja) 2020-10-08
JP7179663B2 JP7179663B2 (ja) 2022-11-29

Family

ID=72611440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019063575A Active JP7179663B2 (ja) 2019-03-28 2019-03-28 プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11586189B2 (ja)
JP (1) JP7179663B2 (ja)
KR (1) KR102603020B1 (ja)
CN (1) CN113348420A (ja)
DE (1) DE112020001590T5 (ja)
WO (1) WO2020195978A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11636752B2 (en) * 2021-04-26 2023-04-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Monitoring machine operation with different sensor types to identify typical operation for derivation of a signature

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08313685A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Toshiba Corp プラント制御装置
JP2017215864A (ja) * 2016-06-01 2017-12-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 監視装置、対象装置の監視方法、およびプログラム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4878085B2 (ja) 2001-04-20 2012-02-15 ラピスセミコンダクタ株式会社 製造工程のための管理方法
JP4140582B2 (ja) * 2004-08-19 2008-08-27 ソニー株式会社 認証装置および認証方法
JP4701100B2 (ja) * 2006-02-17 2011-06-15 株式会社日立製作所 異常行動検知装置
CN101779171B (zh) * 2008-02-27 2013-03-20 三菱重工业株式会社 工厂状态监视方法以及工厂状态监视装置
CN103081407B (zh) * 2011-03-03 2015-11-25 株式会社日立制作所 故障分析装置、故障分析系统及故障分析方法
JP5284433B2 (ja) 2011-09-14 2013-09-11 株式会社東芝 プロセス監視・診断・支援装置
US20150293531A1 (en) * 2012-10-25 2015-10-15 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Plant monitoring device, plant monitoring program, and plant monitoring method
JP6415335B2 (ja) 2015-01-27 2018-10-31 三菱重工業株式会社 不具合診断方法及び不具合診断システム
CN107209511B (zh) * 2015-02-24 2020-06-09 东芝三菱电机产业系统株式会社 监视控制装置
KR101724444B1 (ko) 2016-01-28 2017-04-07 삼성중공업(주) 피진단체 진단 장치 및 방법
JP6538615B2 (ja) * 2016-05-31 2019-07-03 日本電信電話株式会社 異常検知装置、異常検知方法及び異常検知プログラム
JP2018092437A (ja) * 2016-12-05 2018-06-14 ケイミュー株式会社 生産設備異常診断システム
CN107025338B (zh) * 2017-03-27 2020-04-03 北京工业大学 一种基于递归rbf神经网络的污泥膨胀故障辨识方法
JP2019063575A (ja) 2018-12-21 2019-04-25 株式会社大都技研 遊技台

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08313685A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Toshiba Corp プラント制御装置
JP2017215864A (ja) * 2016-06-01 2017-12-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 監視装置、対象装置の監視方法、およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020195978A1 (ja) 2020-10-01
JP7179663B2 (ja) 2022-11-29
US20220121192A1 (en) 2022-04-21
KR20210114463A (ko) 2021-09-23
KR102603020B1 (ko) 2023-11-15
CN113348420A (zh) 2021-09-03
DE112020001590T5 (de) 2022-01-20
US11586189B2 (en) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102566421B (zh) 机器状态监控中异常检测的条件相关性建模的系统和方法
JP7029362B2 (ja) 異常検出装置、異常検出方法、及びプログラム
WO2020195978A1 (ja) プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム
KR102407919B1 (ko) 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램
JP7387325B2 (ja) プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム
JP2021006975A (ja) 異常検出装置、異常検出方法、及びプログラム
JP7453049B2 (ja) 異常予兆監視システム、異常予兆監視方法、及びプログラム
JP7449803B2 (ja) 異常要因推定方法、異常要因推定装置、及びプログラム
WO2021131403A1 (ja) プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム
CN114051581B (zh) 成套设备监视装置、成套设备监视方法及存储介质
WO2021251200A1 (ja) プラント監視装置、プラント監視方法およびプログラム
WO2020091077A1 (ja) 単位空間更新装置、単位空間更新方法、及びプログラム
WO2022239612A1 (ja) プラント監視方法、プラント監視装置及びプラント監視プログラム
JP2017182378A (ja) ルール抽出装置、該方法および該プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20220107

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220902

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: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7179663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150