JP5722371B2 - Know-how visualization device and know-how visualization method - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、上下水道施設(鉄鋼、製紙、半導体工場や食品加工工場等の産業施設で使用する工業用水やそれらから排水される水の処理を行う水処理施設も含む)の監視制御システムで用いられるノウハウ可視化装置と、この装置で用いられるノウハウ可視化方法に関する。   Embodiments of the present invention include monitoring and control of water and sewage facilities (including water treatment facilities for treating industrial water used in industrial facilities such as steel, paper, semiconductor factories, and food processing factories). The present invention relates to a know-how visualization device used in the system and a know-how visualization method used in this device.

熟練運転員が徐々に減少していく中で、熟練運転員の知識や経験といったノウハウを、経験が浅い運転員に引き継いでいくことは、上下水道施設を安全かつ安定的に運用する際の重大な問題である。この問題を解決するため、日頃の業務において、熟練運転員から経験が浅い運転員へ指導を行う等、試行錯誤的な対策は立てているが、効率的かつ体系的にノウハウの引き継ぎができていないのが実情である。   As skilled operators gradually decrease, passing on know-how such as knowledge and experience of skilled operators to inexperienced operators is crucial for safe and stable operation of water and sewage facilities. It is a serious problem. In order to solve this problem, trial and error measures have been taken, such as instructing inexperienced operators from inexperienced operators in daily work, but know-how has been handed down efficiently and systematically. There is no actual situation.

また、技術を継承する運転員についても財政上の問題等により、十分な人数を確保できないことが多い。そのため、少ない人数で上下水道施設を、安全かつ安定的に運用することが求められている。   In addition, there are many cases where a sufficient number of operators cannot be secured due to financial problems. Therefore, it is required to operate the water and sewage facilities safely and stably with a small number of people.

特開2011−186517号公報JP 2011-186517 A

以上のような背景から、短期間で経験が浅い運転員に運用ノウハウを効率的に伝えることが可能な装置が望まれている。また、上下水道施設の省人化に対応するため、上下水道施設の監視制御システムにより熟練運転員がプラントを操作した運転操作データの履歴を用いて、運転員を支援する装置が望まれている。   In view of the above background, there is a demand for an apparatus capable of efficiently transmitting operation know-how to an operator who has little experience in a short period of time. In addition, in order to cope with labor saving of water and sewage facilities, there is a demand for a device that assists operators using the history of operation data obtained by the skilled operators operating the plant using the monitoring and control system of the water and sewage facilities. .

そこで、目的は、上下水道施設の監視制御システムにおいて、熟練運転員の運転操作データの履歴から運用ノウハウを抽出し、抽出した運用ノウハウを運転員へ可視化して表示することで、運転員を支援することが可能なノウハウ可視化装置及びこの装置で用いられるノウハウ可視化方法を提供することにある。   Therefore, the purpose is to support operators by extracting operation know-how from the history of operation data of skilled operators and visualizing and displaying the extracted operation know-how to operators in the monitoring and control system of water and sewage facilities. It is an object of the present invention to provide a know-how visualization device that can be used and a know-how visualization method used in this device.

実施形態によれば、上下水道施設を監視・制御する監視制御システムで用いられるノウハウ可視化装置において、ノウハウ可視化装置は、絞込み部、抽出部及び表示部を具備する。絞込み部は、前記上下水道施設で収集されたデータが、前記上下水道施設における処理プロセスのうちいずれのプロセスについてのデータかを判別する。抽出部は、前記判別されたプロセスに対する運転員の運転操作データの履歴及びこれに対応するプロセスデータを取得し、前記プロセスデータから、前記運転操作データの履歴に含まれる操作量を決定した際に参照された状態量を抽出し、前記抽出した状態量を、前記操作量に基づいて複数のセルに分割することでノウハウ可視化データを生成する。表示部は、前記抽出部で生成されたノウハウ可視化データを運用ノウハウとして表示する。   According to the embodiment, in the know-how visualization device used in the monitoring control system that monitors and controls the water and sewage facilities, the know-how visualization device includes a narrowing unit, an extraction unit, and a display unit. The narrowing-down unit determines whether the data collected at the water and sewage facility is data for which of the processing processes at the water and sewage facility. The extraction unit obtains the history of the operation data of the operator for the determined process and the process data corresponding thereto, and determines the operation amount included in the history of the operation data from the process data. The referred state quantity is extracted, and the extracted state quantity is divided into a plurality of cells based on the manipulated variable to generate know-how visualization data. The display unit displays the know-how visualization data generated by the extraction unit as operation know-how.

本実施形態に係るノウハウ可視化装置が設けられる監視制御システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the monitoring control system with which the know-how visualization apparatus which concerns on this embodiment is provided. 図1に示す抽出部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the extraction part shown in FIG. 図2に示す分割部によるクラスタリング処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the clustering process by the division part shown in FIG. 図2に示す分割部によるクラスタリング処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the clustering process by the division part shown in FIG. 図2に示す分割部により分割される分割数が、評価部により指標Hの値を用いて評価される際の図を示す。The figure at the time of the division | segmentation number divided | segmented by the division part shown in FIG. 2 evaluated using the value of the parameter | index H by an evaluation part is shown. 図1に示す表示部に表示される運用ノウハウの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the operation know-how displayed on the display part shown in FIG. 図1に示す表示部に表示される運用ノウハウの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the operation know-how displayed on the display part shown in FIG. 図1に示すノウハウ可視化装置が運用ノウハウを表示する際の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the know-how visualization apparatus shown in FIG. 1 displaying operation know-how. 図1に示す表示部に表示されるマトリクス表示に付加されるガイダンスを示す図である。It is a figure which shows the guidance added to the matrix display displayed on the display part shown in FIG. フローチャート作成部により作成されるフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart produced by the flowchart production part. マトリクス表示の縦軸及び横軸の状態量の順序を変えた際のセル順序を示す図である。It is a figure which shows the cell order at the time of changing the order of the state quantity of the vertical axis | shaft of a matrix display, and a horizontal axis. マトリクス表示の縦軸及び横軸の状態量の順序を変えた際のセル順序を示す図である。It is a figure which shows the cell order at the time of changing the order of the state quantity of the vertical axis | shaft of a matrix display, and a horizontal axis. マトリクス表示の縦軸及び横軸の状態量の順序を変えた際のセル順序を示す図である。It is a figure which shows the cell order at the time of changing the order of the state quantity of the vertical axis | shaft of a matrix display, and a horizontal axis. マトリクス表示の縦軸及び横軸の状態量の順序を変えた際のセル順序を示す図である。It is a figure which shows the cell order at the time of changing the order of the state quantity of the vertical axis | shaft of a matrix display, and a horizontal axis. 図11〜図14で示されるセル順序についての評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result about the cell order shown by FIGS. 図1に示す表示部に表示される運用ノウハウの表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the operation know-how displayed on the display part shown in FIG.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係るノウハウ可視化装置10が設けられる監視制御システムの機能構成を示すブロック図である。図1に示す監視制御システムは、上下水道施設の状態を監視し、上下水道施設を安全かつ安定的に運用するための制御を行う。ここで、上下水道施設には、例えば製鉄所、製紙工場、半導体製造工場及び食品加工工場等の産業施設で使用される工業用水及びこれらの産業施設から排水される水の処理を行う水処理施設が含まれる。なお、図1では、上下水道施設の例として、浄水場施設を記載する。浄水場施設には、例えば、原水槽のポンプ、凝集剤投入装置の駆動モータ、凝集槽内の沈殿物を排出する排出バルブの駆動部、ろ過装置の駆動部、消毒剤投入装置の駆動モータ、紫外線消毒ランプの電源、及び、浄水池の送水ポンプ等が含まれる。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a monitoring control system in which a know-how visualization device 10 according to the present embodiment is provided. The monitoring control system shown in FIG. 1 monitors the state of a water and sewage facility and performs control for operating the water and sewage facility safely and stably. Here, the water and sewage facilities include, for example, industrial water used in industrial facilities such as steelworks, paper mills, semiconductor manufacturing plants, and food processing plants, and water treatment facilities that treat water discharged from these industrial facilities. Is included. In addition, in FIG. 1, a water purification plant facility is described as an example of a water and sewage facility. In the water purification plant facility, for example, the pump of the raw water tank, the driving motor of the flocculant charging device, the driving unit of the discharge valve for discharging the sediment in the coagulating tank, the driving unit of the filtration device, the driving motor of the disinfectant charging device, The power source for the UV disinfection lamp and the water pump for the water purification pond are included.

監視制御システムは、ノウハウ可視化装置10、データ入出力部20、制御用コントローラ30及びデータベース40を有する。   The monitoring control system includes a know-how visualization device 10, a data input / output unit 20, a control controller 30 and a database 40.

データ入出力部20は、監視制御システムが監視・制御する浄水場施設の各種機器で取得されるプロセスデータ及びその他のデータ(図示せず)を採取・収集する。ここで、プロセスデータには、機器毎に実測される生データ及びコンピュータシミュレーションを用いて模擬的に得られる擬似データが含まれる。また、プロセスデータは、信号化されてデータ入出力部20に送信されるようになっている。   The data input / output unit 20 collects and collects process data and other data (not shown) acquired by various devices of the water treatment plant facility monitored and controlled by the monitoring control system. Here, the process data includes raw data actually measured for each device and pseudo data obtained by simulation using computer simulation. Further, the process data is converted into a signal and transmitted to the data input / output unit 20.

浄水場施設の運用・管理に必要な具体的なプロセスデータとしては、例えば、以下が挙げられる。原水をポンプで送水する場合は、管を流れる原水の流量、凝集剤を投入する場合は、投入前後のpH、濁度、配水する場合は、配水ポンプ吐出圧力、流量及び配水末端での圧力等である。このようにプロセスデータはプロセスの状態を監視するための、センサ計測値等の状態量を示す。   Specific process data necessary for the operation and management of water purification plant facilities include the following. When pumping raw water, the flow rate of raw water flowing through the pipe, when adding flocculant, pH before and after charging, turbidity, when distributing water, discharge pump discharge pressure, flow rate, pressure at the end of water supply, etc. It is. As described above, the process data indicates a state quantity such as a sensor measurement value for monitoring the process state.

データ入出力部20は、収集したプロセスデータをデータベース40へ出力する。   The data input / output unit 20 outputs the collected process data to the database 40.

また、データ入出力部20は、運転員により入力される運転操作に基づいて制御用コントローラ30が浄水場施設の各機器へ送信した制御信号を受信し、浄水場施設の各機器へ伝える。これにより、浄水場施設の運用・管理に必要なプロセス対象が制御される。制御信号はプロセス対象の機器の挙動を直接操作する弁開度や、薬品注入率(または注入量)等を示す。   In addition, the data input / output unit 20 receives a control signal transmitted from the controller 30 to each device in the water purification plant facility based on the driving operation input by the operator, and transmits the control signal to each device in the water purification plant facility. Thereby, the process object required for operation and management of a water purification plant facility is controlled. The control signal indicates a valve opening degree for directly operating the behavior of the device to be processed, a chemical injection rate (or injection amount), and the like.

制御用コントローラ30は、運転員からの運転操作が入力される。このとき、運転員は、ノウハウ可視化装置10に設けられる表示部13を参照し、浄水場施設に必要となる処理を把握する。制御用コントローラ30は、入力された運転操作に基づいて制御を行い、制御信号及び運転操作データをデータ入出力部20及びデータベース40へ出力する。運転操作データは、流量、pH目標値等運転員の運転に関する操作量を示す。なお、運転員が機器の挙動を直接操作する場合は弁開度や、薬品注入率等の制御信号も運転操作データに含まれる。   The control controller 30 receives a driving operation from an operator. At this time, the operator refers to the display unit 13 provided in the know-how visualization device 10 and grasps the processing necessary for the water purification plant facility. The control controller 30 performs control based on the input driving operation, and outputs a control signal and driving operation data to the data input / output unit 20 and the database 40. The driving operation data indicates an operation amount related to the driving of the operator such as a flow rate and a pH target value. Note that when the operator directly operates the behavior of the device, control signals such as the valve opening degree and the chemical injection rate are also included in the operation operation data.

データベース40は、データ入出力部20から出力されるプロセスデータと、制御用コントローラ30から出力される運転操作データとを記録する。なお、データベース40には、過去の運転操作データの履歴と、この運転操作データに対応するプロセスデータとが記録されている。データベース40は、ノウハウ可視化装置10からの読出し要求に応じて、記録するプロセスデータ及び運転操作データをノウハウ可視化装置10へ出力する。   The database 40 records process data output from the data input / output unit 20 and driving operation data output from the control controller 30. The database 40 records a history of past driving operation data and process data corresponding to the driving operation data. The database 40 outputs the process data and the operation data to be recorded to the know-how visualization device 10 in response to a read request from the know-how visualization device 10.

ノウハウ可視化装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、並びに、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のCPUが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を備える。ノウハウ可視化装置10は、CPUにアプリケーションプログラムを実行させることで、絞込み部11及び抽出部12を構築する。また、ノウハウ可視化装置10は、表示部13を備える。   The know-how visualization device 10 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), and a storage area for programs and data for the CPU to execute processing such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The know-how visualization device 10 constructs the narrowing-down unit 11 and the extraction unit 12 by causing the CPU to execute an application program. In addition, the know-how visualization device 10 includes a display unit 13.

絞込み部11は、データベース40からプロセスデータ及び運転操作データを読み出す。絞込み部11は、運転員から入力される対象プロセス選択に基づき、読み出したプロセスデータが、浄水場施設を構成する処理プロセスのどのプロセスについてのものかを判別する。絞込み部11は、判別結果を抽出部12へ出力する。   The narrowing-down unit 11 reads process data and driving operation data from the database 40. The narrowing-down part 11 discriminate | determines which process of the process process which comprises the water treatment plant facility about the read process data based on the object process selection input from an operator. The narrowing-down unit 11 outputs the determination result to the extraction unit 12.

なお、絞込み部11は、データ入出力部20からプロセスデータを直接取り込むようにしても構わない。ただし、データベース40に保存されるプロセスデータ及び運転操作データは、分類・整理された状態にある。そのため、データベース40を介してプロセスデータ及び運転操作データを取り込む方が検索対象まで迅速にたどり着くことが可能であり、かつ、検索結果も高精度になる。   The narrowing-down unit 11 may directly capture process data from the data input / output unit 20. However, the process data and operation data stored in the database 40 are in a state of being classified and arranged. Therefore, it is possible to quickly reach the search target by fetching the process data and the driving operation data via the database 40, and the search result is also highly accurate.

抽出部12は、図2で示すように、分割部121及び評価部122を備える。   As illustrated in FIG. 2, the extraction unit 12 includes a division unit 121 and an evaluation unit 122.

分割部121は、絞込み部11から与えられる判別結果により示される過去の運転操作データ及びこれに対応するプロセスデータを、データベース40から読み出す。分割部121は、過去の運転操作データに含まれる操作量が熟練運転員によって決定された際に参照された状態量を、読み出したプロセスデータから抽出する。状態量は、例えば、原水濁度、水温、pH及びアルカリ度等である。分割部121は、運転操作データに含まれる操作量に、抽出した状態量を関連付け、状態量が関連付けられた操作量に対して、クラスタリングを行う。分割部121は、クラスタリングを行うことで、操作量が同程度の運転操作データを、対応する状態量が近いもの同士でグルーピングする。   The dividing unit 121 reads past driving operation data indicated by the determination result given from the narrowing unit 11 and process data corresponding thereto from the database 40. The dividing unit 121 extracts the state quantity referred to when the operation amount included in the past driving operation data is determined by the skilled operator from the read process data. The state quantity is, for example, raw water turbidity, water temperature, pH, alkalinity, and the like. The dividing unit 121 associates the extracted state quantity with the operation amount included in the driving operation data, and performs clustering on the operation amount associated with the state quantity. By performing clustering, the dividing unit 121 groups the driving operation data having the same operation amount with those having the corresponding state amounts close to each other.

クラスタリング手法に関しては、グループの重心からグループ内の全データの距離が最小となるようデータを分割するK-means法、階層的にグルーピングを行う群平均法、単連結法、完全連結法、Ward法、重心法、メディアン法、グラフ理論を応用したM-Cut法、最尤推定を用いたEM(Expectation Maximization)アルゴリズム、及び、カーネルトリックを用いたSVM(Support Vector Machine)等を使用するとよい。クラスタリング技術を使用することで、分割部121は、グルーピングされた各運転操作データについての状態量の最大値、最小値及び各グループ間の距離に基づき、分割する区間の上下限値を自動的かつ定量的に求めることが可能となる。   As for the clustering method, K-means method that divides the data so that the distance of all data in the group from the group centroid is minimized, group average method that performs grouping hierarchically, single connection method, complete connection method, Ward method Centroid method, median method, M-Cut method applying graph theory, EM (Expectation Maximization) algorithm using maximum likelihood estimation, SVM (Support Vector Machine) using kernel trick, and the like may be used. By using the clustering technique, the dividing unit 121 automatically sets the upper and lower limit values of the section to be divided based on the maximum value, the minimum value, and the distance between the groups of the state quantities for each grouped driving operation data. It can be obtained quantitatively.

図3及び図4は、クラスタリング処理を説明する図である。図3は、操作量である「注入量が多い」操作と、「注入量が少ない」操作とが、状態量x1に基づいて2つにグルーピングされる場合を示している。このとき、破線により示される状態量x1=aが上下限値として算出される。図4は、操作量である「注入量が多い」操作と、「注入量が少ない」操作とが、状態量x1,x2に基づいて4つにグルーピングされる場合を示している。このとき、垂直方向の破線により示される状態量x1=aが第1の上下限値として算出され、水平方向の破線により示される状態量x2=bが第2の上下限値として算出される。   3 and 4 are diagrams illustrating the clustering process. FIG. 3 shows a case where the operation amount “high injection amount” operation and the “low injection amount” operation are grouped into two based on the state amount x1. At this time, the state quantity x1 = a indicated by the broken line is calculated as the upper and lower limit values. FIG. 4 shows a case where the operation amount “high injection amount” operation and the “low injection amount” operation are grouped into four based on the state amounts x1 and x2. At this time, the state quantity x1 = a indicated by the vertical broken line is calculated as the first upper / lower limit value, and the state quantity x2 = b indicated by the horizontal broken line is calculated as the second upper / lower limit value.

評価部122は、分割部121で分割された分割数が妥当であるか否かを評価する。可視化の観点から言えば、分割数が少ない方が良いが、分割数が少な過ぎると運用ノウハウをうまく表現できなくなる。そこで、評価部122は、各状態量が分割された区分を示すセルに対して評価指標を算出し、その評価指標がもっとも良好な分割数を採用する。   The evaluation unit 122 evaluates whether the number of divisions divided by the division unit 121 is appropriate. From the viewpoint of visualization, it is better to have a smaller number of divisions, but if the number of divisions is too small, operational know-how cannot be expressed well. Therefore, the evaluation unit 122 calculates an evaluation index for a cell indicating a division into which each state quantity is divided, and adopts the division number with the best evaluation index.

評価指標としては、例えば、以下の例が考えられる。   As an evaluation index, for example, the following examples can be considered.

まず、評価指標について説明する前に、本説明で使用する信号を定義する。   First, before describing the evaluation index, signals used in this description are defined.

s種類の状態量x(i=1,…,s)と1種類の操作量yとの組<x,x,…,x,y>を評価データとする。状態量の各種類に対してクラスタリング分割数N(i=1,…,s)を指定する。このとき、クラスタリングにより、各状態量からクラスタへの写像x→k(1≦k≦N)が得られる。クラスタリング結果をまとめたベクトル{K}=[k,k,…,k]をセルと呼ぶ(ただし、{K}は太文字のKとする)。つまり、セルの全種類数は、

Figure 0005722371
A set <x 1 , x 2 ,..., x s , y> of s types of state quantities x i (i = 1,..., s) and one type of operation quantity y is used as evaluation data. A clustering division number N i (i = 1,..., S) is designated for each type of state quantity. At this time, a mapping x i → k i (1 ≦ k i ≦ N i ) from each state quantity to the cluster is obtained by clustering. A vector {K} = [k 1 , k 2 ,..., K s ] that summarizes the clustering results is called a cell (where {K} is a bold letter K). In other words, the total number of cell types is
Figure 0005722371

となる。各評価データの状態量についてクラスタを行い、クラスタ結果がセル{K}に対応するデータ群を全事象とする。全事象のうち、操作量y[j]を含むデータの度数をY[j]{K}とする。なお、操作量yは離散値y[1],…,y[m]をとる。 It becomes. Clustering is performed for the state quantity of each evaluation data, and the data group corresponding to the cell {K} is defined as all events. Of all the events, the frequency of data including the manipulated variable y [j] is Y [j] {K} . The manipulated variable y takes discrete values y [1] ,..., Y [m] .

評価指標としては、最終的に各操作量に対する確率値、並びに、確率値の分布及び偏りを共に考慮できる指標であるH{K}を用いる。H{K}は、以下の式から求められる。

Figure 0005722371
As an evaluation index, a probability value for each manipulated variable and H {K} that is an index that can consider both the distribution and the bias of the probability value are used. H {K} is obtained from the following equation.
Figure 0005722371

各セルに帰属するデータの情報量を考えることは、各データがその操作量となる妥当性を考えることになる。なぜならば、各データが与える情報量が少ないということは各データがその操作量を示す妥当性が高く、他の情報を持たないことにつながるためである。そこで、評価部122は、H{K}の値が小さいほど、そのセルでは妥当な操作が行われていると評価する。 Considering the information amount of data belonging to each cell considers the validity that each data becomes the operation amount. This is because the small amount of information given by each data is high because each data has a high validity indicating the amount of operation and does not have other information. Therefore, the evaluation unit 122 evaluates that the operation is more appropriate in the cell as the value of H {K} is smaller.

分割数を評価する場合、まず、評価部122は、H{K}を全てのセルに対して算出する。そして、評価部122は、算出したH{K}を以下の式に示すように足し合わせる。

Figure 0005722371
When evaluating the number of divisions, first, the evaluation unit 122 calculates H {K} for all cells. Then, the evaluation unit 122 adds the calculated H {K} as shown in the following expression.
Figure 0005722371

評価部122は、状態量の分割数の設定を変化させながら、設定される分割数毎にHを算出する。評価部122は、算出したHを用い、Hの値が小さい程妥当な分割数であると評価する。   The evaluation unit 122 calculates H for each set number of divisions while changing the setting of the number of divisions of the state quantity. The evaluation unit 122 uses the calculated H, and evaluates that the smaller the value of H, the more appropriate the number of divisions.

図5は、分割部121により分割される分割数が、評価部122により指標Hを用いて評価される際の例図を示す。図5において、過去の運転操作データに対応するプロセスデータに含まれる状態量x〜xは、分割数2でクラスタリングされる。これにより、原水濁度k1、水温k2、pHk3及びアルカリ度k4は、それぞれ「1:高」、「2:低」に分割される。この分割結果は、表示部13において、図5に示すようにマトリクス表示される。抽出部12内では、このようなマトリクス表示がされる訳ではないが、図5では、マトリクス表示におけるセルを指定しながら説明を進める。図5に示すマトリクス表におけるセル(原水濁度:高,水温:低,アルカリ度:高,注入率:高)=セル(1,2,1,1)についての第1の操作量y[1]の度数は100であり、第2の操作量y[2]の度数は零である。評価部122は、このときのH{K}の値を式(2)から零と算出する。また、マトリクス表におけるセル(2,1,2,1)についての第1の操作量y[1]の度数は75であり、第2の操作量y[2]の度数は25である。評価部122は、このときのH{K}の値を式(2)から0.244と算出する。また、マトリクス表におけるセル(2,2,2,1)についての第1及び第2の操作量y[1],y[2]の度数は零である。評価部122は、このときのH{K}の値を、式(2)から零と算出する。評価部122は、H{K}の値の算出を全てのセルに対して実施した後、式(3)に基づいてHを算出する。このHは、状態量x〜xの分割数が2である場合の指標である。評価部122は、その他の分割数についても上記の計算を行い、各分割数で算出したH同士を比較する。 FIG. 5 shows an example diagram when the number of divisions divided by the dividing unit 121 is evaluated by the evaluation unit 122 using the index H. In FIG. 5, the state quantities x 1 to x 4 included in the process data corresponding to the past driving operation data are clustered with the division number 2. Thereby, the raw water turbidity k1, the water temperature k2, the pH k3, and the alkalinity k4 are divided into “1: high” and “2: low”, respectively. The division result is displayed in a matrix on the display unit 13 as shown in FIG. Although such a matrix display is not performed in the extraction unit 12, FIG. 5 will be described while designating cells in the matrix display. Cell (raw water turbidity: high, water temperature: low, alkalinity: high, injection rate: high) in the matrix table shown in FIG. 5 = first manipulated variable y [1] for cell (1, 2, 1, 1) ] Is 100, and the frequency of the second manipulated variable y [2] is zero. The evaluation unit 122 calculates the value of H {K} at this time as zero from the equation (2). Further, the frequency of the first manipulated variable y [1] for the cell (2, 1, 2, 1) in the matrix table is 75, and the frequency of the second manipulated variable y [2] is 25. The evaluation unit 122 calculates the value of H {K} at this time as 0.244 from Equation (2). The frequencies of the first and second manipulated variables y [1] and y [2] for the cell (2, 2, 2, 1) in the matrix table are zero. The evaluation unit 122 calculates the value of H {K} at this time as zero from the equation (2). The evaluation unit 122 calculates the value of H {K} for all the cells, and then calculates H based on Expression (3). This H is an index when the number of divisions of the state quantities x 1 to x 4 is two. The evaluation unit 122 also performs the above calculation for the other division numbers, and compares H calculated for each division number.

ところで、分割数を増やしていくと、各セルに帰属するデータ数が減少し、セル当たりの平均情報量が零になりやすくなる。つまり、評価指標H{K}の値が零になりやすくなる。このため、評価指標H{K}では、可視化に適切な分割数を評価できない場合がある。そこで、評価部122は、分割後のセルにおいて、帰属する操作量データのない空白のセルがいくつあるかにより、分割数を評価する。評価部122は、例えば、以下のように定義される空白度Eを評価指標として用いる。

Figure 0005722371
By the way, as the number of divisions increases, the number of data belonging to each cell decreases, and the average information amount per cell tends to become zero. That is, the value of the evaluation index H {K} tends to be zero. For this reason, the evaluation index H {K} may not be able to evaluate the number of divisions appropriate for visualization. Therefore, the evaluation unit 122 evaluates the number of divisions based on how many blank cells with no attributed operation amount data exist in the divided cells. For example, the evaluation unit 122 uses the blank degree E defined as follows as an evaluation index.
Figure 0005722371

評価部122は、評価指標Hの値及び空白度Eの値が共に小さい程、妥当な分割数であると評価する。   The evaluation unit 122 evaluates that the smaller the value of the evaluation index H and the value of the blankness E, the more appropriate the number of divisions.

評価部122は、濁度、水温、pH及びアルカリ度等の状態量、評価により最適と判断された分割数、分割したセルの上下限値、並びに、分割されたセルに設定される操作量等の、ノウハウを可視化するためのノウハウ可視化データを表示部13へ出力する。   The evaluation unit 122 includes state quantities such as turbidity, water temperature, pH, and alkalinity, the number of divisions determined to be optimal by evaluation, the upper and lower limit values of the divided cells, and the operation amount set for the divided cells. The know-how visualization data for visualizing the know-how is output to the display unit 13.

表示部13は、抽出部12から出力されるノウハウ可視化データに基づき、例えば、マトリクス表示により、運用ノウハウを表示する。   The display unit 13 displays the operation know-how by, for example, matrix display based on the know-how visualization data output from the extraction unit 12.

図6は、表示部13に表示される運用ノウハウの表示例を示す図である。図6では、プラントの過去の運転操作データに含まれる操作量yである凝集剤注入率に対し、この凝集剤注入率に影響を与える2つの状態量x,xがプロセスデータ中のpH及び水温である場合を示す。図6では、それぞれ2つに分割された状態量pH、及び、水温に関する運用ノウハウがマトリクス表示で示される。図6によれば、pHが低い(6.7〜7.0)場合、凝集剤注入率は、水温に関係なく21ppmで運用されてきたことが示される。また、一方、pHが高い(7.0〜7.7)場合、凝集剤注入率は、水温に応じて変更して運用されてきたことが示される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a display example of operation know-how displayed on the display unit 13. In FIG. 6, with respect to the coagulant injection rate which is the operation amount y included in the past operation data of the plant, two state quantities x 1 and x 2 that affect the coagulant injection rate are pH values in the process data. And the water temperature is shown. In FIG. 6, the operation know-how regarding the state quantity pH and the water temperature that are divided into two parts is shown in a matrix display. FIG. 6 shows that when the pH is low (6.7 to 7.0), the flocculant injection rate has been operated at 21 ppm regardless of the water temperature. On the other hand, when the pH is high (7.0 to 7.7), it is indicated that the flocculant injection rate has been changed according to the water temperature.

また、マトリクス表示を用いると、状態量が2つ以上の場合の運用ノウハウも、運転員に提示することが可能となる。図7は、表示部13に表示される運用ノウハウの表示例を示す図である。図7では、それぞれが2つに分割された4次元の状態量(原水濁度、水温、pH及びアルカリ度)に関する運用ノウハウがマトリクス表示で示される。なお、図7に示すセル内には、実際には、操作量が記載されることとなる。   In addition, when the matrix display is used, operation know-how when there are two or more state quantities can be presented to the operator. FIG. 7 is a diagram illustrating a display example of operation know-how displayed on the display unit 13. In FIG. 7, operational know-how regarding four-dimensional state quantities (raw water turbidity, water temperature, pH, and alkalinity), each of which is divided into two, is shown in a matrix display. In the cell shown in FIG. 7, the operation amount is actually described.

なお、このようにマトリクス表示では状態量の次元数に制限はない。また、区間の分割数に関しても、2つに制限される訳ではない。   In this way, there is no limit on the number of dimensions of the state quantity in the matrix display. Also, the number of divisions in the section is not limited to two.

次に以上のように構成されるノウハウ可視化装置10が運用ノウハウを表示する際の処理を説明する。図8は、本実施形態に係るノウハウ可視化装置10が運用ノウハウを表示する際の処理を示すフローチャートである。   Next, processing when the know-how visualization device 10 configured as described above displays operation know-how will be described. FIG. 8 is a flowchart showing processing when the know-how visualization device 10 according to the present embodiment displays operation know-how.

まず、絞込み部11は、データベース40から読み出したプロセスデータが、浄水場施設におけるいずれのプロセスについてのものかを判別する(ステップS81)。   First, the narrowing-down unit 11 determines which process in the water purification plant facility the process data read from the database 40 is (Step S81).

抽出部12における分割部121は、絞込み部11により判別された処理プロセスについての過去の運転操作データ及びこれに対応するプロセスデータをデータベース40から読み出す(ステップS82)。分割部121は、状態量についての分割数を決定し(ステップS83)、決定した分割数でグルーピングされるように、状態量毎にクラスタリングを実行する(ステップS84)。これにより、運転操作データに含まれる操作量に応じて状態量が分割されると共に、分割区間の上下限値が求められる。   The dividing unit 121 in the extracting unit 12 reads the past driving operation data and the process data corresponding thereto for the processing process determined by the narrowing unit 11 from the database 40 (step S82). The dividing unit 121 determines the number of divisions for the state quantity (step S83), and executes clustering for each state quantity so that the grouping is performed with the determined number of divisions (step S84). Thereby, the state quantity is divided according to the operation amount included in the driving operation data, and the upper and lower limit values of the divided section are obtained.

抽出部12の評価部122は、分割数を、評価指標Hの値及び空白度Eの値を用いて評価する(ステップS85)。分割部121は、予め設定された所定回数だけステップS83〜S85を実行したか否かを判断し(ステップS86)、実行していない場合(ステップS86のNo)、処理をステップS83へ移行し、ステップS83〜S85の処理を繰り返す。   The evaluation unit 122 of the extraction unit 12 evaluates the number of divisions using the value of the evaluation index H and the value of the blankness E (Step S85). The dividing unit 121 determines whether or not Steps S83 to S85 have been executed a predetermined number of times set in advance (Step S86). If not executed (No in Step S86), the process proceeds to Step S83. The processes in steps S83 to S85 are repeated.

一方、予め設定された所定回数だけ処理を実行している場合(ステップS86のYes)、分割部121は、評価済みの分割数から評価指標Hの値及び空白度Eの値が最も小さい分割数を決定する(ステップS87)。分割部121は、状態量、評価により最適と判断された分割数、分割したセルの上下限値、並びに、分割されたセルに設定される操作量等の、ノウハウ可視化データを表示部13へ出力する(ステップS88)。   On the other hand, when the process is executed a predetermined number of times set in advance (Yes in step S86), the dividing unit 121 determines the number of divisions having the smallest value of the evaluation index H and the value of the blankness E from the evaluated number of divisions. Is determined (step S87). The dividing unit 121 outputs know-how visualization data such as the state quantity, the number of divisions determined to be optimal by evaluation, the upper and lower limit values of the divided cells, and the operation amount set to the divided cells to the display unit 13. (Step S88).

表示部13は、ノウハウ可視化データに基づいて運用ノウハウを表示する(ステップS89)。   The display unit 13 displays operational know-how based on the know-how visualization data (step S89).

以上のように、本実施形態では、絞込み部11は、読み出したプロセスデータが、いずれのプロセスについてのものかを判別する。抽出部12は、判別したプロセスにおいて、データベース40に蓄積される運転操作データの履歴及びこれに対応するプロセスデータに含まれる操作量及び状態量を分類及び整理することで、操作量を決定する際に参照された状態量、操作量を特定するのに最適な状態量の分割数、分割したセルの上下限値、及び、各セルに設定される操作量等を、運転操作データの履歴及びこれに対応するプロセスデータから抽出してノウハウ可視化データを作成する。そして、表示部13は、ノウハウ可視化データを運用ノウハウとして表示するようにしている。これにより、ノウハウ可視化装置10は、運転操作データの履歴から運用ノウハウを取り込み、取り込んだ運用ノウハウにより運転員を支援することが可能となる。また、ノウハウ可視化装置10は、運用ノウハウを体系的いまとめて可視化することが可能であるため、短期間で経験が浅い運転員に運用ノウハウを効率的に伝えることが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the narrowing-down unit 11 determines which process the read process data is for. When the extraction unit 12 determines the operation amount by classifying and organizing the operation amount and the state amount included in the history of the driving operation data stored in the database 40 and the process data corresponding thereto in the determined process. The state quantity referred to in Fig. 1, the number of divisions of the optimum state quantity for specifying the operation quantity, the upper and lower limit values of the divided cells, the operation quantity set for each cell, etc. Create know-how visualization data by extracting from process data corresponding to The display unit 13 displays the know-how visualization data as operation know-how. As a result, the know-how visualization device 10 can acquire operation know-how from the history of driving operation data, and can support the operator with the acquired operation know-how. Further, the know-how visualization device 10 can systematically collect and visualize the operation know-how, so that the operation know-how can be efficiently transmitted to an operator who has little experience in a short period of time.

なお、ノウハウ可視化装置10は、表示部13の代わりに、抽出部12から出力されるデータを印刷するための印刷部、又は、抽出部12から出力されるデータを外部へ出力するための出力部を備えても構わない。   Note that the know-how visualization device 10 has a printing unit for printing data output from the extraction unit 12 instead of the display unit 13 or an output unit for outputting data output from the extraction unit 12 to the outside. May be provided.

また、抽出部12は、ガイダンス付加部を備えていても良い。ガイダンス付加部は、表示部13に表示されるマトリクス表示における、現在の状態量に対応する位置にガイダンスを付加するように指示を出す。図9は、マトリクス表示に付加されるガイダンスである黒三角の例を示す図である。図6及び図7で示すマトリクス表示は、s種類の状態量に対し、各状態量の分割数をN(i=1,…,s)とすると、マトリクス内のセルの数は、式(1)
となる。そのため、複雑な運用ノウハウの場合、膨大なセルの中から、運転時の現在の状態量に対応するセルを把握することが困難である。
The extraction unit 12 may include a guidance adding unit. The guidance adding unit issues an instruction to add guidance to a position corresponding to the current state quantity in the matrix display displayed on the display unit 13. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a black triangle that is guidance added to the matrix display. In the matrix display shown in FIG. 6 and FIG. 7, when the number of divisions of each state quantity is N i (i = 1,..., S) for s types of state quantities, the number of cells in the matrix is 1)
It becomes. Therefore, in the case of complicated operation know-how, it is difficult to grasp a cell corresponding to the current state quantity during operation from a huge number of cells.

図9に示すように、マトリックス表示にガイダンスを付加することで、運転員は、運転時の現在の状態量に対応するセルを一目で把握することが可能となる。   As shown in FIG. 9, by adding guidance to the matrix display, the operator can grasp at a glance the cell corresponding to the current state quantity during driving.

なお、ガイダンス付加部は、図9に示すようなガイダンスを表示部13に付加させる場合を例に示したが、これに限定されない。現在の状態量に関する情報をマトリクス表示に付加して、運転員への理解を促す手段であれば、これ以外であっても構わない。   In addition, although the guidance addition part showed as an example the case where guidance as shown in FIG. 9 is added to the display part 13, it is not limited to this. Any other means may be used as long as the information regarding the current state quantity is added to the matrix display to facilitate the understanding of the operator.

また、抽出部12は、フローチャート作成部をさらに備えていても良い。フローチャート作成部は、分割部121及び評価部122により作成されたノウハウ可視化データに基づいて、フローチャートを作成する。このとき、フローチャート作成部は、作成したノウハウ可視化データを参照し、判断数がなるべく少なくなるようにフローチャートを作成する。図10は、図6に基づいて作成されるフローチャートを示す。表示部13は、作成されたフローチャートを表示する。   The extraction unit 12 may further include a flowchart creation unit. The flowchart creation unit creates a flowchart based on the know-how visualization data created by the dividing unit 121 and the evaluation unit 122. At this time, the flowchart creation unit creates the flowchart so that the number of judgments is as small as possible with reference to the created know-how visualization data. FIG. 10 shows a flowchart created based on FIG. The display unit 13 displays the created flowchart.

熟練運転員の運用ノウハウを経験が浅い運転員へ体系的に伝えるためにはマニュアルを整備することが求められる。一方で、図6及び図7で示すマトリクス表示では、経験が浅い運転員が熟練運転員の思考の過程を把握することは難しい。   In order to systematically convey the operation know-how of skilled operators to inexperienced operators, it is necessary to maintain a manual. On the other hand, in the matrix display shown in FIG. 6 and FIG. 7, it is difficult for an inexperienced operator to grasp the process of thinking of the skilled operator.

図10に示すフローチャートを作成し、表示部13に表示させることで、ノウハウ可視化装置10は、データ間における変動にかかわる過去の運転操作データに基づいたプラント運用のノウハウを、熟練運転員が操作量を判断する際の思考の過程に順じて表示することが可能となる。運転操作に関わる状態量から操作量を決める際の思考の過程が順に表示されているため、経験が浅い運転員は、熟練運転員が操作量を判断する際の思考の過程を把握することが可能となる。   By creating the flowchart shown in FIG. 10 and displaying it on the display unit 13, the know-how visualization device 10 allows the skilled operator to obtain the know-how of plant operation based on past operation data related to fluctuations between data. It is possible to display in accordance with the process of thinking when judging. Since the thought process when determining the operation amount from the state quantity related to the driving operation is displayed in order, an inexperienced operator can grasp the thought process when the skilled operator judges the operation amount. It becomes possible.

また、抽出部12は、異常判定部を備えていても構わない。異常判定部は、現在の状態量に対応したセルに対する操作量が過去の運転操作データに存在するか否かを判断する。存在する場合、異常判定部は、運転員からの操作を待つ。一方、存在しない場合、異常判定部は、異常事態であると判断し、運転員へ異常事態であることを通知する。この通知には、異常を示す警報及び注意喚起を促す表示が含まれる。   The extraction unit 12 may include an abnormality determination unit. The abnormality determination unit determines whether or not the operation amount for the cell corresponding to the current state amount exists in the past driving operation data. If it exists, the abnormality determination unit waits for an operation from the operator. On the other hand, if it does not exist, the abnormality determination unit determines that the situation is abnormal and notifies the operator that the situation is abnormal. This notification includes a warning indicating abnormality and a display for prompting attention.

例えば、図6及び図7で示すマトリクス表示の各セルに対して、対応する操作量が過去の運転操作データ内に常に存在するとは限らない。そこで、現在の状態量に対応したセルに対する操作量が過去の運転操作データに存在しない場合、異常判定部は、プラントの運用状態が、プラントがこれまでに運用したことのない状態へ遷移したと判定する。すなわち、異常判定部は、プラントに異常が発生したと判定する。異常判定部は、異常事態としてプラントを操作する必要があるとして、運転員へ異常事態であることを通知する。   For example, for each cell in the matrix display shown in FIGS. 6 and 7, the corresponding operation amount does not always exist in the past driving operation data. Therefore, when the operation amount for the cell corresponding to the current state amount does not exist in the past operation operation data, the abnormality determination unit determines that the operation state of the plant has transitioned to a state where the plant has not been operated so far. judge. That is, the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the plant. The abnormality determination unit notifies the operator that there is an abnormal situation because it is necessary to operate the plant as an abnormal situation.

このように、異常事態であることを通知することで、運転員は、ノウハウ可視化装置の支援を離れて操作する必要がある場合であるかどうかを判断することが可能となる。   In this way, by notifying that there is an abnormal situation, the operator can determine whether or not it is necessary to operate away from the assistance of the know-how visualization device.

なお、異常判定部は、現在、運転操作として制御コントローラに与えている操作量とマトリクス表示の現状の状態量に対応したセルの操作量とがある閾値以上乖離している場合に、異常事態であると判断するようにしても良い。   Note that the abnormality determination unit is in an abnormal situation when the operation amount currently given to the controller as a driving operation and the cell operation amount corresponding to the current state amount of the matrix display are more than a certain threshold. You may make it judge that there exists.

また、抽出部12は、マトリクス再配列部をさらに備えていても良い。マトリクス再配列部は、評価部122で最適と判断された分割数と、分割部121で取得された上下限値とに対し、最も見やすいマトリクス表示となるようなマトリクスの縦軸及び横軸の順序を算出する。   The extraction unit 12 may further include a matrix rearrangement unit. The matrix rearrangement unit is arranged in the order of the vertical axis and horizontal axis of the matrix that provides the most easily viewable matrix display for the number of divisions determined to be optimal by the evaluation unit 122 and the upper and lower limit values acquired by the division unit 121. Is calculated.

マトリクス再配列部は、マトリクスの縦軸及び横軸の順序を自動的に算出するため、マトリクスの横軸及び縦軸の順序を評価する評価指標を導入する。ここで用いる評価指標としては、例えば、領域分割数及び面積最大値が挙げられる。領域分割数とは、隣接するセルが同一の操作量であるセルの集合を一つの領域として、マトリクス表示が分割される領域の数を示す。領域分割数は、値が小さい方が適当であるとする。面積最大値とは、同一操作量となるセルが隣接する数を示す。面積最大値は、値が大きい方が適当であるとする。マトリクス再配列部は、マトリクスの縦軸と横軸との順序を組み替える毎に評価指標を算出し、その評価指標がもっとも良好なマトリクスの縦軸及び横軸の順序を採用する。   In order to automatically calculate the order of the vertical and horizontal axes of the matrix, the matrix rearrangement unit introduces an evaluation index for evaluating the order of the horizontal and vertical axes of the matrix. Examples of the evaluation index used here include the number of divided regions and the maximum area value. The area division number indicates the number of areas into which the matrix display is divided, with a set of cells in which adjacent cells have the same operation amount as one area. It is assumed that a smaller value is appropriate for the number of area divisions. The area maximum value indicates the number of adjacent cells having the same operation amount. It is assumed that a larger area maximum value is appropriate. The matrix rearrangement unit calculates an evaluation index every time the order of the vertical axis and the horizontal axis of the matrix is rearranged, and adopts the order of the vertical axis and the horizontal axis of the matrix with the best evaluation index.

例えば、図11〜図14は、2次元の状態量が分割数2で分割され、分割される区間の上下限値が同一であるマトリクス表示の縦軸及び横軸の状態量の順序を変えた際のセル順序(1)〜(4)を示す図である。図15は、図11〜図14に示すセル順序(1)〜(4)の評価指標をそれぞれ示す図である。マトリクス再配列部は、領域分割数が最小、かつ、面積最大値が最大である、図11に示すセル順序(1)が、最も良好なマトリクスの縦軸及び横軸の順序であると判断する。マトリクス再配列部は、最も良好なセル順序についての情報を、ノウハウ可視化データに含めて表示部13へ出力する。   For example, in FIGS. 11 to 14, the two-dimensional state quantities are divided by the number of divisions 2, and the order of the state quantities on the vertical and horizontal axes of the matrix display in which the upper and lower limit values of the divided sections are the same is changed. It is a figure which shows the cell order (1)-(4) at the time. FIG. 15 is a diagram showing the evaluation indices of the cell orders (1) to (4) shown in FIGS. The matrix rearrangement unit determines that the cell order (1) shown in FIG. 11 having the smallest number of area divisions and the largest area value is the best order of the vertical and horizontal axes of the matrix. . The matrix rearrangement unit includes information on the best cell order in the know-how visualization data and outputs the information to the display unit 13.

分割数及び分割した区間の上下限値が同じであっても、マトリクスの横軸及び縦軸に配置する状態量の順序により、マトリクス表示の見易さは変化する。そこで、ノウハウ可視化装置は、マトリクス再配列部により、マトリクスの縦軸及び横軸の順序を、評価指標を参照して最適な順序に再配列することで、運転員による運転操作の判断をより容易にするようにしている。   Even if the number of divisions and the upper and lower limit values of the divided sections are the same, the visibility of the matrix display changes depending on the order of the state quantities arranged on the horizontal and vertical axes of the matrix. Therefore, the know-how visualization device uses the matrix rearrangement unit to rearrange the order of the vertical and horizontal axes of the matrix in the optimal order with reference to the evaluation index, thereby making it easier for the operator to determine the driving operation. I try to make it.

また、表示部13は、ノウハウ可視化データを、例えば、図16に示す等高線によるグラフ表示により表示しても良い。図16では、横軸にpHの状態量を取り、縦軸に水温の状態量をとり、その時の操作量の高低を、濃淡で表現する。図16によれば、水温が低く、pHが高い場合には、凝集剤注入率が低くすれば良いことがわかる。   Moreover, the display part 13 may display know-how visualization data by the graph display by the contour line shown in FIG. 16, for example. In FIG. 16, the horizontal axis represents the pH state quantity, the vertical axis represents the water temperature state quantity, and the level of the manipulated variable at that time is expressed by shading. According to FIG. 16, it can be seen that when the water temperature is low and the pH is high, the coagulant injection rate may be lowered.

したがって、本実施形態に係るノウハウ可視化装置によれば、上下水道施設の監視制御システムにおいて、熟練運転員の運転操作データの履歴から運用ノウハウを抽出し、抽出した運用ノウハウを運転員へ可視化して表示することができる。これにより、運転員は、プラント運用のノウハウを確認して、浄水場施設を安全、安心かつ効率的に運用・管理することができる。   Therefore, according to the know-how visualization device according to the present embodiment, in the monitoring and control system of the water and sewage facility, the operation know-how is extracted from the history of the operation data of the skilled operator, and the extracted operation know-how is visualized to the operator. Can be displayed. As a result, the operator can confirm the know-how of plant operation and operate and manage the water purification plant facility safely, securely and efficiently.

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10…ノウハウ可視化装置、11…絞込み部、12…抽出部、121…分割部、122…評価部、13…表示部、20…データ入出力部、30…制御用コントローラ、40…データベース   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Know-how visualization apparatus, 11 ... Narrowing part, 12 ... Extraction part, 121 ... Dividing part, 122 ... Evaluation part, 13 ... Display part, 20 ... Data input / output part, 30 ... Controller for control, 40 ... Database

Claims (12)

上下水道施設を監視・制御する監視制御システムで用いられるノウハウ可視化装置において、
前記上下水道施設で収集されたデータが、前記上下水道施設における処理プロセスのうちいずれのプロセスについてのデータかを判別する絞込み部と、
前記判別されたプロセスに対する運転員の運転操作データの履歴及びこれに対応するプロセスデータを取得し、前記プロセスデータから、前記運転操作データの履歴に含まれる操作量を決定した際に参照された状態量を抽出し、前記抽出した状態量を、前記操作量に基づいて複数のセルに分割することでノウハウ可視化データを生成する抽出部と、
前記抽出部で生成されたノウハウ可視化データを運用ノウハウとして表示する表示部と
を具備し、
前記抽出部は、
前記取得したプロセスデータから、前記状態量を抽出し、前記抽出した状態量を、前記操作量に基づいて複数のセルに分割し、前記分割するセルの上下限値を取得する分割部と、
前記複数のセルの分割数が妥当であるか否かを予め設定される指標を用いて判断し、最も妥当であると判断した分割数、この分割数について取得される上下限値、前記状態量、及び、前記セルに設定される操作量を前記ノウハウ可視化データとして前記表示部へ出力する評価部と
を備えるノウハウ可視化装置。
In the know-how visualization device used in the monitoring and control system that monitors and controls water and sewage facilities,
A narrowing-down unit for determining which data is collected from the water and sewage facilities and which is a process among the treatment processes in the water and sewage facilities,
A state referred to when the history of the operation data of the operator for the determined process and the process data corresponding thereto are acquired and the operation amount included in the history of the operation data is determined from the process data. An extraction unit that extracts know-how visualization data by extracting an amount and dividing the extracted state amount into a plurality of cells based on the operation amount;
A display unit for displaying the know-how visualization data generated by the extraction unit as operation know-how ,
The extraction unit includes:
A dividing unit that extracts the state quantity from the acquired process data, divides the extracted state quantity into a plurality of cells based on the operation quantity, and obtains upper and lower limit values of the cells to be divided;
It is determined whether or not the number of divisions of the plurality of cells is appropriate using a preset index, the number of divisions determined to be most appropriate, the upper and lower limit values acquired for the number of divisions, the state quantity And an evaluation unit that outputs the operation amount set in the cell to the display unit as the know-how visualization data;
Know-how visualization device equipped with .
前記表示部は、前記ノウハウ可視化データを、マトリクス表示で表示し、
前記抽出部は、
前記マトリクス表示における、前記プロセスの現在の状態量に対応する位置にガイダンスを付加するように、前記表示部へ指示を出すガイダンス付加部を備える請求項記載のノウハウ可視化装置。
The display unit displays the know-how visualization data in a matrix display,
The extraction unit includes:
Wherein the matrix display, the current so as to add the guidance to the position corresponding to the state quantity, expertise visualization apparatus according to claim 1, further comprising a guidance adding unit instructs to the display portion of the process.
前記抽出部は、
前記ノウハウ可視化データに基づき、判断数がなるべく少なくなるようにフローチャートを作成するフローチャート作成部を備え、
前記表示部は、前記フローチャートを表示する請求項記載のノウハウ可視化装置。
The extraction unit includes:
Based on the know-how visualization data, a flowchart creation unit that creates a flowchart so that the number of judgments is as small as possible,
Wherein the display unit, knowledge visualization device according to claim 1, wherein displaying the flowchart.
前記抽出部は、
前記プロセスの現在の状態量に対応する操作量が、前記取得した運転操作データの履歴に存在していない場合、異常が発生したと判定し、異常が発生した旨を前記表示部に表示させる異常判定部を備える請求項記載のノウハウ可視化装置。
The extraction unit includes:
When the operation amount corresponding to the current state amount of the process does not exist in the acquired operation operation data history, an abnormality is determined that an abnormality has occurred, and an abnormality has been displayed on the display unit. expertise visualization device according to claim 1, further comprising a determination unit.
前記表示部は、前記ノウハウ可視化データを、マトリクス表示で表示し、
前記抽出部は、
前記マトリクス表示における前記セルの表示順序を、視認性を評価する第2の指標を用いて評価し、前記評価が最も高い表示順序となるように、前記セルの配列を変更するマトリクス再配列部を備える請求項記載のノウハウ可視化装置。
The display unit displays the know-how visualization data in a matrix display,
The extraction unit includes:
A matrix rearrangement unit that evaluates the display order of the cells in the matrix display using a second index for evaluating visibility, and changes the arrangement of the cells so that the evaluation becomes the highest display order. The know-how visualization device according to claim 1 provided.
前記表示部は、前記ノウハウ可視化データを、等高線によるグラフで表示する請求項1記載のノウハウ可視化装置。   The know-how visualization apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the know-how visualization data in a graph with contour lines. 上下水道施設を監視・制御する監視制御システムで用いられるノウハウ可視化方法において、
前記上下水道施設で収集されたデータが、前記上下水道施設における処理プロセスのうちいずれのプロセスについてのデータかを判別し、
前記判別されたプロセスに対する運転員の運転操作データの履歴及びこれに対応するプロセスデータを取得し、
前記取得したプロセスデータから、前記運転操作データの履歴に含まれる操作量を決定した際に参照された状態量を抽出し、
前記抽出した状態量を、前記操作量に基づいて複数のセルに分割し、
前記分割するセルの上下限値を取得し、
前記複数のセルの分割数が妥当であるか否かを予め設定される指標を用いて判断し、
最も妥当であると判断した分割数、この分割数について取得される上下限値、前記状態量、及び、前記セルに設定される操作量をノウハウ可視化データとして生成し、
前記生成したノウハウ可視化データを運用ノウハウとして表示するノウハウ可視化方法。
In the know-how visualization method used in monitoring and control systems that monitor and control water and sewage facilities,
The upper and lower water facilities acquired by the data is to determine the data for any process of the processing process in the water and wastewater facilities,
Obtaining a history of the operation data of the operator for the determined process and process data corresponding thereto,
From the acquired process data, extract the state quantity referred to when determining the operation amount included in the history of the driving operation data,
Dividing the extracted state quantity into a plurality of cells based on the manipulated variable ;
Obtain the upper and lower limit values of the cell to be divided,
Judging whether the number of divisions of the plurality of cells is appropriate using a preset index,
The number of divisions determined to be the most appropriate, the upper and lower limit values acquired for the number of divisions, the state quantity, and the operation quantity set in the cell are generated as know-how visualization data,
A know-how visualization method for displaying the generated know-how visualization data as operation know-how.
記運用ノウハウを、マトリクス表示で表示し、
前記マトリクス表示における、前記プロセスの現在の状態量に対応する位置にガイダンスを付加する請求項記載のノウハウ可視化方法。
The previous Symbol operational know-how, displayed in the matrix display,
The know-how visualization method according to claim 7 , wherein guidance is added to a position corresponding to a current state quantity of the process in the matrix display.
前記ノウハウ可視化データに基づき、判断数がなるべく少なくなるようにフローチャートを作成し、
前記作成したフローチャートを表示する請求項記載のノウハウ可視化方法。
Based on the know-how visualization data, create a flowchart so that the number of judgments is as small as possible,
The know-how visualization method according to claim 7 , wherein the created flowchart is displayed.
前記プロセスの現在の状態量に対応する操作量が、前記取得した運転操作データの履歴に存在していない場合、異常が発生したと判定し、
異常が発生した旨を表示する請求項記載のノウハウ可視化方法。
When the operation amount corresponding to the current state amount of the process does not exist in the history of the acquired driving operation data, it is determined that an abnormality has occurred,
The know-how visualization method according to claim 7 , wherein an indication that an abnormality has occurred is displayed.
前記ノウハウ可視化データを、マトリクス表示で表示する際、前記マトリクス表示における前記セルの表示順序を、視認性を評価する第2の指標を用いて評価し、前記評価が最も高い表示順序となるように、前記セルの配列を変更する請求項記載のノウハウ可視化方法。 When displaying the know-how visualization data in a matrix display, the display order of the cells in the matrix display is evaluated using the second index for evaluating the visibility so that the evaluation order becomes the highest display order. The know-how visualization method according to claim 7 , wherein the arrangement of the cells is changed. 前記取得したノウハウ可視化データを、等高線によるグラフで表示する請求項記載のノウハウ可視化方法。 The know-how visualization method according to claim 7 , wherein the acquired know-how visualization data is displayed in a graph with contour lines.
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