JP2024067270A - 異常予兆診断装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、診断モデルの更新の要否を適切に判定できる異常予兆診断装置およびプログラムを提供することを目的とする。
一般的な異常予兆診断システムにおいて、予兆診断結果が「異常予兆あり」の場合、異常予兆アラートが発出されるが、異常予兆アラートは確報と誤報の2つに分類することができる。そのため、保守計画担当者は、過去のアラート発出状況、アラートに関連するセンサ・データなどを参照して、異常予兆アラートが確報と誤報の何れに分類されるかを、過去の運転実績等から得た経験に基づいて判断していた。そこで、この種の判断を自動化できれば好ましい。また、異常予兆アラートが誤報であった場合、その後は異常予兆診断システムから誤報が発報されないよう、異常予兆診断の診断モデルを更新することが好ましい。そこで後述する実施形態は、異常予兆ありと判断された予兆診断結果に基づいて、診断モデルの更新要否を適切に判定しようとするものである。
(1)異常予兆診断装置が異常予兆アラートを発報した後、数日間に渡って同様のセンサ・データを伴ってアラートを発生し続ける場合がある。このようなアラートは誤報である可能性が高い。また、ある異常予兆アラートが過去に発報されたにもかかわらず、対応する故障が何も発生しなかったとする。すると、このアラートに近似するアラートも、誤報である可能性が高い。このような知見は、熟練作業者の経験や保守計画担当者の知識の中に蓄積された情報である。
また、センサ・データが正常時とは異なる傾向を示している場合や、関連するセンサ・データの連動状態が通常とは異なる場合などは、外気温、外気圧、湿度、燃料情報などの信憑性を疑うべき場合がある。また、不具合を発生させる人為的な要因(例えば、異物が吸気口を塞いでいるなど)が発生している場合がある。そこで、このような要因を推定および特定し対策を講じることが好ましい。
また、前回保守を行った時からの経過時間が短いにもかかわらず、信頼性の高い部位での異常予兆アラートが発生すると、それは誤報であると判断すべき場合が多い。
また、作業員等が異常な運転を行った場合に異常予兆アラートが発生する場合もある。但し、これは人的な情報を照合した結果として、事後になって誤報であると判明する場合が多い。また、この種のケースでは、年単位で遅れて誤報であると判明する場合が多い。
〈第1実施形態の構成〉
図1は、第1実施形態による異常予兆診断装置100のブロック図である。異常予兆診断装置100は、監視対象設備200の異常予兆を診断するシステムである。監視対象設備200は、例えば、ガスエンジン発電機である。但し、監視対象設備200は、これに限定されるものではなく、化学プラント、原子力プラント、医療設備、通信設備等であってもよい。また、監視対象設備200は、全ての構成要素が近隣に設置されているものであってもよく、各構成要素が複数の離散した箇所に設置されていてもよい。
モデル更新制御部120の予兆経験判定部122は、原因診断データベース166に今回受信した異常予兆アラート・データD6に類似する既存の評価済異常予兆アラート・データD6A(以下、「既存類似データ」と呼ぶ)が記録されているか否かを判定する。
図2において、コンピュータ900は、CPU901と、RAM902と、ROM903と、HDD904と、通信I/F905と、入出力I/F906と、メディアI/F907と、を備える。通信I/F905は、通信回路915に接続される。入出力I/F906は、入出力装置916に接続される。メディアI/F907は、記録媒体917からデータを読み書きする。
図3は、信憑性判断データベース168に記憶されている信憑性判断データD30の具体例を示す図である。
図3において、信憑性判断データD30は、予兆診断項目部30と、判断基準部34と、評価情報部36(評価情報)と、を有している。予兆診断項目部30は、複数の予兆診断項目30a,30b,30c等を記憶する。判断基準部34は、各々の予兆診断項目に対して、複数の判断基準#1~#4を記憶する。
図4は、データベースの要部の対応関係を示す図である。
すなわち、図4は、図1に示した事象マスタデータベース172と、保守対応実績データベース174と、対象事象照合データベース176と、の対応関係を示す。事象マスタデータベース172には、後述する事象マスタテーブルD172が記憶されている。また、保守対応実績データベース174には、後述する保守対応実績テーブルD174と、照合済テーブルD175と、が記憶されている。
図5において、保守対応実績テーブルD174は、異常事象に対応する複数のレコード(行)に対して、対応IDと、件名と、対応日と、完了日と、対応内容と、登録日と、を記憶するものである。ここで、「対応ID」とは、当該異常事象に対して作業者等が故障等の異常事象に対応する保守作業を行った場合に付与される識別情報である。また、「件名」とは、当該異常事象の内容を表現する文字列である。また、「対応日」および「完了日」は、異常事象に対応する保守作業の開始日および終了日の日付である。「対応内容」は、保守作業の内容を表現する文字列である。「登録日」とは、当該レコードを保守対応実績テーブルD174に登録した日付である。
図6において、対象事象設定テーブルD176は、事象種別に対応する複数のレコード(行)に対して、事象IDと、検知当否情報と、を記憶するものである。上述のように、「事象ID」は異常事象の種類毎に付与された識別情報である。
図7および図8は、本実施形態に適用される制御プログラム等の内容を模式的に示したフローチャートである。なお、図7および図8において、実線は主として処理の流れを示し、破線はデータの流れを示す。
図7において処理がステップS2に進むと、予兆検知部116は、新規の診断モデルD3を作成する。次に、処理がステップS4に進むと、予兆検知部116は、作成した診断モデルD3が適正か否かを判定する。ここで「No」と判定されると、処理はステップS2に戻り、予兆検知部116は診断モデルD3が再作成する。以後、診断モデルD3が適正であると判断されるまで、ステップS2,S4が繰り返される。一方、ステップS4において「Yes」と判定されると、処理はステップS6に進む。ここでは、予兆検知部116は、作成された新たな診断モデルD3をモデル管理データベース164に登録する。
上述したステップS13において、診断モデルD3に対する更新態様として新規作成または一部更新を選択する方法の詳細を説明する。
上述したように、稼働データD2は、複数のセンサ・データを含んでいる。そこで、モデル更新判定部126は、異常度D4の時系列データと、異常度D4に寄与しているセンサ・データとの相関分析を行い、各々の相関度を算出する。異常度D4が大きくなる原因は、特定のセンサに紐づいた一または複数の機器の減耗による劣化である場合が多い。従って、このような場合、異常度D4の増加に伴って、センサ・データは漸増または漸減の傾向を示す。
図9の横軸は時刻tであり、縦軸はセンサ・データおよび異常度D4である。図9においてSD1は異常度D4に対する寄与度が第1位のセンサ・データである。なお、寄与度とは、異常度D4の大きさに最も影響を与えているセンサ・データの全体のセンサ・データにおける寄与の割合を示す。図示の例では、センサ・データSD1の異常度D4に対する相関度が高いため、ステップS13では、「更新態様」として「一部更新」が選択される傾向が高くなる。
図10の横軸は時刻tであり、縦軸はセンサ・データおよび異常度D4である。図10においてSD1,SD2,SD3は、異常度D4に対する寄与度が第1位、第2位および第3位のセンサ・データである。そして、センサ・データSDXは、実際には診断モデルD3において参照されていないセンサ・データである。
(1)センサ・データSD1の時刻t1,t2における突発的な変動が、診断モデルD3に組み込まれていない。
(2)センサ・データSD2の重みづけが、センサ・データSD1の重みづけと比較して極端に低い。
(3)異常度D4に対してセンサ・データSDXの相関度が高いにも関わらず、センサ・データSDXが診断モデルD3に組み込まれていない。
図11は事象対応処理ルーチンのフローチャートである。
本ルーチンは、モデル更新制御部120(図1参照)において所定時間毎に起動される。
図11において処理がステップS101に進むと、検知対象判断部127は、前回に当該ステップS101を実行した時と比較して、保守対応実績データベース174の保守対応実績テーブルD174および照合済テーブルD175に新たなレコード、すなわち新たな異常事象に対するレコードが登録されているか否かを判定する。ここで「No」と判定されると、本ルーチンの処理が終了する。
図6に示した検知当否一覧データDX4の例においては、事象IDが「00n-1」である「油漏れ」に関する保守作業のレコードは検知対象である。従って、この場合は「Yes」と判定され、処理はステップS106に進む。
図12において、縦軸は異常度D4であり、横軸は時刻tである。予兆検知部116(図1参照)は、異常度D4が閾値ThDを超えた場合に異常予兆アラート・データD6を生成する。そして、時刻t10に、異常度D4に対応する異常事象が発生したとする。なお、時刻t10は、保守作業のレコードを保守対応実績テーブルD174に登録した時刻であってもよい。時刻t10から検索対象時間Tjだけ過去に遡った時刻をt4とする。図示の例では、時刻t4~t10の期間内に含まれる時刻t6,t8において異常度D4が閾値ThDを超えている。従って、時刻t6,t8において異常予兆アラート・データD6が発生するため、検索処理部128(図1参照)は「失報は発生していない」と判定する。
図13においても、縦軸は異常度D4であり、横軸は時刻tであり、検索対象時間Tj、時刻t4,t10の意義も図12と同様である。図13の例においては、時刻t4以前の時刻t2において異常度D4が閾値ThDを超えており、その時点で異常予兆アラート・データD6が発生する。しかし、時刻t4以前に発生した異常予兆アラート・データD6は、時刻t10における異常事象との関連性が薄いものと考えられる。このため、本実施形態においては、図示のような状況では、「失報が発生した」と判定し、上述のように診断モデルD3を更新するようにした。
以上のように上述の実施形態によれば、異常予兆診断装置100は、監視対象設備200の状態を取得した稼働データD2と、診断モデルD3と、に基づいて、監視対象設備200の異常予兆の発生を示す異常予兆アラート・データD6を生成する予兆検知部116と、監視対象設備200に異常事象が発生した場合に、当該異常事象は、予兆検知部116が対応する異常予兆アラート・データD6を事前に生成すべき検知対象であるか否かを判定する検知対象判断部127と、検知対象判断部127の判定結果が肯定であった場合に、異常事象に対応する異常予兆アラート・データD6が事前に生成されていない失報が生じたか否かを判定し、失報が生じた場合には、診断モデルD3の更新が必要である旨を判定する検索処理部128と、を備える。これにより、現状の診断モデルD3によって失報が生じたか否かを判定できるため、診断モデルD3の更新の要否を適切に判定できる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示し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、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
116 予兆検知部(予兆検知手段)
127 検知対象判断部(検知対象判断手段)
128 検索処理部(検索処理手段)
200 監視対象設備
900 コンピュータ
D2 稼働データ
D3 診断モデル
D6 異常予兆アラート・データ
Tj 検索対象時間
D176 対象事象設定テーブル
Claims (4)
- 監視対象設備の状態を取得した稼働データと、診断モデルと、に基づいて、前記監視対象設備の異常予兆の発生を示す異常予兆アラート・データを生成する予兆検知部と、
前記監視対象設備に異常事象が発生した場合に、当該異常事象は、前記予兆検知部が対応する前記異常予兆アラート・データを事前に生成すべき検知対象であるか否かを判定する検知対象判断部と、
前記検知対象判断部の判定結果が肯定であった場合に、前記異常事象に対応する前記異常予兆アラート・データが事前に生成されていない失報が生じたか否かを判定し、前記失報が生じた場合には、前記診断モデルの更新が必要である旨を判定する検索処理部と、を備える
ことを特徴とする異常予兆診断装置。 - 前記検知対象判断部は、前記異常事象の種類を識別する異常事象識別情報と、前記異常事象識別情報が前記検知対象であるか否かを定めた検知当否情報と、を対応付けた対象事象設定テーブルを参照して、前記異常事象が前記検知対象であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の異常予兆診断装置。 - 前記検索処理部は、前記異常事象の発生時刻または前記異常事象の登録時刻から所定の検索対象時間だけ過去に遡った時刻までの期間に発生した前記異常予兆アラート・データの中から、前記異常事象に対応する前記異常予兆アラート・データが存在するか否かを判定し、判定結果が否定である場合に前記失報が生じたと判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の異常予兆診断装置。 - コンピュータを、
監視対象設備の状態を取得した稼働データと、診断モデルと、に基づいて、前記監視対象設備の異常予兆の発生を示す異常予兆アラート・データを生成する予兆検知手段、
前記監視対象設備に異常事象が発生した場合に、当該異常事象は、前記予兆検知手段が対応する前記異常予兆アラート・データを事前に生成すべき検知対象であるか否かを判定する検知対象判断手段、
前記検知対象判断手段の判定結果が肯定であった場合に、前記異常事象に対応する前記異常予兆アラート・データが事前に生成されていない失報が生じたか否かを判定し、前記失報が生じた場合には、前記診断モデルの更新が必要である旨を判定する検索処理手段、
として機能させるためのプログラム。
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