JP5960029B2 - Abnormal cause identification system - Google Patents
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Description
本発明は、異常原因特定システムに関する。 The present invention relates to an abnormality cause identification system.
CFB(循環流動層)ボイラ等の大規模な装置では、何らかの異常が発生した際に、複数種の警報が連鎖的に発生することがある。複数種の警報が発生した場合には、何れの警報に係る原因が真の異常原因かを特定することが困難である。このような大規模装置における異常原因の特定方法としては、例えば特許文献1に記載されているように、予め異常発生時のアラーム(警報)に優先順位を設定しておき、優先順位が高いアラームを代表アラームとして判定するとともに他のアラームを抑制することで、優先順位の高いアラームに基づいて異常原因を特定するシステムが知られている。
In a large-scale apparatus such as a CFB (circulating fluidized bed) boiler, when some abnormality occurs, a plurality of types of alarms may be generated in a chain. When multiple types of alarms are generated, it is difficult to specify which alarm is associated with a true abnormality. As a method for identifying the cause of an abnormality in such a large-scale apparatus, for example, as described in
ここで、上述の異常原因特定システムでは、上記のように、予め設定した警報の優先順位のみに基づいて異常原因を特定している。しかしながら、優先順位が高い警報に係る原因が真の異常原因であるとは限らない等のため、異常原因を精度良く特定できないおそれがある。 Here, in the above-described abnormality cause identification system, as described above, the abnormality cause is identified based only on the preset priority order of alarms. However, there is a possibility that the cause of the abnormality cannot be accurately identified because the cause related to the alarm having a high priority order is not necessarily the cause of the true abnormality.
そこで、本発明は、異常原因を精度良く特定することができる異常原因特定システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the abnormality cause identification system which can pinpoint an abnormality cause with a sufficient precision.
上記課題を解決するため、本発明に係る異常原因特定システムは、複数種の警報を発する装置の異常原因を特定する異常原因特定システムであって、警報に対応する異常原因の発生確率に関する統計モデルが予め格納されたモデル記憶部と、入力された警報情報、及び統計モデルに基づき異常原因を推論する推論部と、推論部により推論された異常原因に関する情報を表示する表示部と、を備え、推論部は、一定時間において、区切られた所定時間幅それぞれで警報情報及び統計モデルに基づき異常原因候補を求めると共に、当該異常原因候補の種別ごとに度数を算出し、少なくとも度数が最も高い種別の異常原因候補を、異常原因として推論すること、を特徴とする。 In order to solve the above problems, an abnormality cause identification system according to the present invention is an abnormality cause identification system that identifies an abnormality cause of a device that issues a plurality of types of alarms, and a statistical model relating to an occurrence probability of an abnormality cause corresponding to an alarm Includes a model storage unit that is stored in advance, an input alarm information, an inference unit that infers the cause of abnormality based on a statistical model, and a display unit that displays information on the cause of abnormality inferred by the inference unit, The inference unit obtains the abnormal cause candidate based on the alarm information and the statistical model for each predetermined time width divided for a certain period of time, calculates the frequency for each type of the abnormal cause candidate, and at least the type of the type with the highest frequency Inferring an abnormal cause candidate as an abnormal cause.
この異常原因特定システムでは、所定時間幅単位で異常原因の発生確率から異常原因候補を求め、そして、この異常原因候補の度数から異常原因を特定することができる。これにより、複数種の警報が発生する場合でも、異常原因を精度よく特定することが可能となる。 In this abnormality cause identification system, an abnormality cause candidate can be obtained from the probability of occurrence of an abnormality cause in a predetermined time width unit, and the abnormality cause can be identified from the frequency of the abnormality cause candidate. As a result, even when a plurality of types of alarms are generated, the cause of the abnormality can be accurately identified.
また、統計モデルは、異常原因に対応する警報の観測データに基づいて作成されていることが好ましい。この場合、観測データから統計モデルを作成することができる。 The statistical model is preferably created based on alarm observation data corresponding to the cause of the abnormality. In this case, a statistical model can be created from the observation data.
また、表示部は、異常原因の対策に関する情報をさらに表示することが好ましい。この場合、単に異常原因を特定するにとどまらず具体的な対策を表示することができ、異常状態を早期に収束させることが可能となる。 Moreover, it is preferable that a display part further displays the information regarding the countermeasure of an abnormality cause. In this case, it is possible not only to specify the cause of the abnormality but also to display a specific countermeasure, and it is possible to converge the abnormal state at an early stage.
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、統計モデルは、ベイジアンネットワークモデルであることが好ましい。この場合、ベイジアンネットワークモデルを用いて具体的に異常原因を推論することができる。 Further, as a configuration that favorably exhibits the above-described effects, specifically, the statistical model is preferably a Bayesian network model. In this case, the cause of the abnormality can be specifically inferred using a Bayesian network model.
また、ベイジアンネットワークモデルは、条件付確率表を有し、条件付確率表は、警報情報に関する複数の条件ノードと、異常原因に関する複数の結果ノードとを有し、複数の条件ノードのそれぞれの値が警報の有無に関する値であり、少なくとも複数の条件ノードそれぞれの値と結果ノードと確率変数とが、互いに関連付けられ、推論部は、入力された複数の条件ノードそれぞれの値を判定し、判定した当該条件ノードの値に関連付けられた結果ノードのうち、確率変数が最も大きい結果ノードを、異常原因候補として導出することが好ましい。この場合、条件ノードと結果ノードと確率変数との条件付確率表を統計モデルとして保持できる。そして、条件付確率表から検索するようにして異常原因候補を求めることができる。 Further, the Bayesian network model has a conditional probability table, and the conditional probability table has a plurality of condition nodes related to alarm information and a plurality of result nodes related to the cause of abnormality, and each value of the plurality of condition nodes. Is a value related to the presence or absence of an alarm, at least the value of each of the plurality of condition nodes, the result node, and the random variable are associated with each other, and the inference unit determines the value of each of the plurality of input condition nodes. Of the result nodes associated with the value of the condition node, it is preferable to derive the result node having the largest random variable as an abnormality cause candidate. In this case, a conditional probability table of condition nodes, result nodes, and random variables can be held as a statistical model. Then, the abnormal cause candidate can be obtained by searching from the conditional probability table.
また、上記装置は、循環流動層ボイラであることが好ましい。一般的に、循環流動層(CFB)ボイラでは、複数種の警報が発生した場合に異常原因を特定することが特に困難である。よって、循環流動層ボイラの異常原因を特定する本発明では、異常原因を精度良く特定するという上記作用効果は特に有効となる。 Moreover, it is preferable that the said apparatus is a circulating fluidized bed boiler. In general, in a circulating fluidized bed (CFB) boiler, it is particularly difficult to identify the cause of abnormality when multiple types of alarms are generated. Therefore, in the present invention for specifying the cause of abnormality of the circulating fluidized bed boiler, the above-described effect of specifying the cause of abnormality with high accuracy is particularly effective.
本発明によれば、異常原因を精度良く特定することができる異常原因特定システムを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the abnormality cause identification system which can pinpoint an abnormality cause with a sufficient precision.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
まず、図1を参照して、異常原因特定システムの各機能について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る異常原因特定システムの機能ブロックを示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る異常原因特定システム10は、複数種の警報を発するボイラプラントの異常原因を特定するシステムである。ここでのボイラプラントはCFBボイラであり、警報はCFBボイラにて何らかの異常が発生した際に発報される。
First, each function of the abnormality cause identification system will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing functional blocks of an abnormality cause identifying system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an abnormality cause identifying
この異常原因特定システム10は、モデル記憶部11と、警報入力部12と、警報蓄積部13と、異常原因推論部(推論部)14と、データ出力部15と、表示部16と、を備えて構成される。なお、異常原因特定システム10は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)や、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)、補助記憶装置等のハードウェアを備えており、これらが動作することによって、上記の各機能ブロックの機能が発揮される。
The abnormality
モデル記憶部11には、警報に対応する異常原因の発生確率に関する統計モデルが予め格納されている。統計モデルとして、本実施形態では、ベイジアンネットワークモデルが用いられており、該ベイジアンネットワークモデルは、条件付確率表を有している。そこで、まず、ベイジアンネットワーク及び条件付確率表の概要について、以下に説明する。
The
ベイジアンネットワークは、複数の確率変数の間の確率的な因果関係を記憶するためのデータ構造である。ベイジアンネットワークを用いることにより、複雑な知識を効率良く表現することができ、その知識に基づいて様々な確率的推論を行うことができる。ベイジアンネットワークは、確率変数を表すノードと、確率変数間の因果関係を表すリンクとで構成される。ベイジアンネットワークの構造による統計モデルを、本実施形態ではベイジアンネットワークモデルと定義し説明する。 A Bayesian network is a data structure for storing a probabilistic causal relationship between a plurality of random variables. By using a Bayesian network, complex knowledge can be expressed efficiently, and various probabilistic inferences can be made based on the knowledge. A Bayesian network includes nodes representing random variables and links representing causal relationships between random variables. A statistical model based on the structure of a Bayesian network is defined and described as a Bayesian network model in this embodiment.
このようなベイジアンネットワークは、各ノードごとに条件付確率表(Conditional Probability Table, CPT)と呼ばれるものを保持する。条件付確率とは、ノードAがある値を取ったという条件の下で別のノードBがある値を取る確率のことを指し、P(B│A)と表す。また、ノードAとノードBとが同時に起こる確率を「同時確率」と呼びP(A∩B)と表す。条件付確率は、ノードAを全体と考えたときのノードBの起こる確率を表しているため、同時確率を用いて下式(1)で表せる。
つまり、条件付確率表は、ノードBの親ノードであるノードAの集合がある値の組合せを有するときに、ノードBがある値を有する条件確率を表で示したものである。なお、本実施形態では、上式におけるノードAに対応するノードを条件ノードと、ノードBに対応するノードを結果ノードとして、説明する。 That is, the conditional probability table is a table showing the conditional probabilities that the node B has a certain value when the set of the node A that is the parent node of the node B has a certain value combination. In the present embodiment, a node corresponding to node A in the above equation is described as a condition node, and a node corresponding to node B is described as a result node.
一方、ノードBが起こったときにノードAの起こる確率は、下式(2)で表せる。
上式(1)及び上式(2)には、共通の同時確率P(A∩B)があるので、まとめると下式(3)のようになる。
上式(3)は、ノードBが起こったときにノードAが起こる確率を用いて、ノードAが起こったときにノードBが起こる確率を計算できることを示している。このようなP(A│B)を、P(B│A)の逆確率という。 Equation (3) above shows that the probability that node B will occur when node A occurs can be calculated using the probability that node A will occur when node B occurs. Such P (A | B) is called an inverse probability of P (B | A).
図2はベイジアンネットワークモデルを例示する図であり、図3は条件付確率表を例示する図である。図2に示すように、ここでの例においては、確率変数を表すノードが3種類記載されており(確率変数A,B,X)、確率変数Aは「異常Aが起こったかどうか」、確率変数Bは「異常Bが起こったかどうか」、確率変数Xは「警報が発報されたかどうか」を表している。 FIG. 2 is a diagram illustrating a Bayesian network model, and FIG. 3 is a diagram illustrating a conditional probability table. As shown in FIG. 2, in this example, three types of nodes representing random variables are described (random variables A, B, and X), and the random variable A is “whether an abnormality A has occurred”, the probability The variable B represents “whether an abnormality B has occurred”, and the random variable X represents “whether an alarm has been issued”.
上記3種のノードの因果関係は、図3のように条件付確率表として与えられる。条件付確率表は、ノード間の因果関係における強さの知識を記憶するデータである。例えば、P(X=発報される│A=起こる,B=起こる)=0.950は、条件ノードIである異常Aと異常Bとが同時に起こったときに、結果ノードOである警報が発報される確率が0.950であるという知識を表している。また、P(A=起こる)は、異常Aが起こる確率が0.279であるという知識を表している。 The causal relationship between the three types of nodes is given as a conditional probability table as shown in FIG. The conditional probability table is data that stores knowledge of strength in the causal relationship between nodes. For example, P (X = reported | A = occurs, B = occurs) = 0.950 indicates that when anomaly A and anomaly B that are condition nodes I occur simultaneously, an alarm that is a result node O It represents the knowledge that the probability of being issued is 0.950. P (A = occurs) represents knowledge that the probability of occurrence of abnormality A is 0.279.
ここで、上述した逆確率を利用することで、図3に示した条件付確率表(P(X│A,B)に関する条件付確率表)から、P(A=起こる│X=発報される)、P(B=起こる│X=発報される)を求めることが可能である。P(A│X)は、警報が発報されたときの原因が異常Aであった確率であり、P(B│X)も同様に、警報が発報されたときの原因が異常Bであった確率を表す。ベイズの式をもとに変形すると、P(A│X)は以下のとおり求められる。
同様に、P(B│X)は以下のとおり求められる。
上式に示すように、警報が発報されたとき異常Aが原因であった確率P(A│X)は0.948であり、警報が発報されたとき異常Bが原因であった確率P(B│X)は0.113である場合、警報が発報されたとき異常Aが原因である確率の方が高いことがわかる。 As shown in the above equation, the probability P (A | X) caused by the abnormality A when the alarm is issued is 0.948, and the probability that the abnormality B is caused when the alarm is issued. When P (B | X) is 0.113, it can be seen that the probability that the abnormality A is the cause is higher when the alarm is issued.
さらに、警報が発報されたときに異常Aが起こり、しかも異常Bも起こったとする確率P(A∩B│X)は以下のとおり求められる。
警報が発報されたときに異常Aと異常Bとが同時に起こる確率はP(A│X)の0.948、P(B│X)の0.113に比べて小さいことがわかる。このように、ベイジアンネットワークを利用すると、ある原因が起こったときにある結果が生じる確率を推論するだけでなく、当該結果が生じる確率を利用してその原因を推論することができる。なお、上述の例では、条件ノードIを2つとし、結果ノードOを1つとしたが、これに限定されず、条件ノードI及び結果ノードOは、1つ又は2つ以上としてもよい。 It can be seen that the probability that the abnormality A and the abnormality B occur simultaneously when the alarm is issued is smaller than 0.948 of P (A | X) and 0.113 of P (B | X). As described above, when the Bayesian network is used, not only the probability that a certain result occurs when a certain cause occurs but also the cause can be inferred using the probability that the corresponding result occurs. In the above example, two condition nodes I and one result node O are used. However, the present invention is not limited to this, and the condition node I and the result node O may be one or two or more.
図1に戻り、本実施形態のモデル記憶部11には、後述するように、異常原因に対応する警報の観測データに基づいて作成された条件付確率表H(図6参照)が格納されている。警報入力部12は、CFBボイラの制御装置(不図示)に接続されており、この制御装置から警報情報を受け付ける。なお、警報情報は、CFBボイラにおいて発報された複数種の警報に関する情報であって、当該警報の有無に関する情報を少なくとも含んでいる。
Returning to FIG. 1, the
警報蓄積部13は、警報入力部12で受け付けた警報情報を蓄積する。この警報蓄積部13は、一定時間における警報情報を所定時間幅に区切って蓄積しており、具体的には、所定時間幅における警報の組合せが1つのデータとされている。蓄積された警報情報は、後述の異常原因推論部14による異常原因候補の導出に用いられる。
The
異常原因推論部14は、入力された警報情報、及び統計モデルに基づいて、異常原因を推論する。ここでの異常原因推論部14は、モデル記憶部11から統計モデルを読み込み、当該統計モデルに警報情報を入力することで異常原因を推論する。具体的には、異常原因推論部14は、警報情報として、警報蓄積部13に蓄積されている時間幅ごとの警報の組合せを用い、一定時間において、区切られた所定時間幅それぞれの異常原因候補を求めると共に、当該異常原因候補の種別ごとに度数を算出し、度数が最も高い種別の異常原因候補を異常原因として推論する。
The abnormality
なお、異常原因推論部14は、度数が最も高い種別の異常原因候補のみを異常原因として推論してもよいし、度数が高い順に異常原因候補を並べ替え、上位数種の異常原因候補を異常原因として推論してもよい。
Note that the abnormality
本実施形態の異常原因推論部14は、後述するように、条件付確率表H(図6参照)を用いて異常原因を推論する。図6の条件付確率表Hでは、条件ノードIが警報情報に対応し、結果ノードOが異常原因に対応している。また、複数の条件ノードIそれぞれの値と複数の結果ノードOと確率変数とが互いに関連付けられている。異常原因推論部14は、入力された警報情報から複数の条件ノードIそれぞれの値を判定した後に、判定した条件ノードIの値に関連付けられた結果ノードOのうち、確率変数が最も大きい結果ノードを異常原因候補として導出する。
As will be described later, the abnormality
データ出力部15は、異常原因推論部14が推論した異常原因を出力する。上述したとおり、異常原因推論部14は、異常原因として一の異常原因を推論することもできるし、度数が上位の複数の異常原因候補を異常原因して推論することもできるため、データ出力部15は、異常原因推論部14の推論結果に従って、一又は複数の異常原因を出力する。
The
表示部16は、操作者が視覚的に運転状況を確認するためのものであり、データ出力部15により出力された異常原因に関する情報をモニタ画面などに表示する。表示部16は、異常原因に関する情報に加えて、異常原因の対策に関する情報をさらに表示してもよい。
The
つぎに、異常原因特定システム10における異常原因特定に係る処理について説明する。
Next, a process related to abnormality cause identification in the abnormality
図4は異常原因特定システムで用いられるベイジアンネットワークモデルを説明する図であり、図5は警報に関するタグの設定例を示す表であり、図6はベイジアンネットワークモデルの条件付確率表を示す表であり、図7は異常原因特定システムの処理を示すフローチャートである。なお、図6では、異常原因特定システム10で用いられる条件付確率表Hについて、一部を省略して示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining a Bayesian network model used in the anomaly cause identification system, FIG. 5 is a table showing a setting example of a tag related to an alarm, and FIG. 6 is a table showing a conditional probability table of the Bayesian network model. FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the abnormality cause identification system. In FIG. 6, a part of the conditional probability table H used in the abnormality
図4に示すように、ここでの異常原因特定システム10で用いられるベイジアンネットワークモデルは、警報情報に関する条件ノードIとして、TAG0と、TAG1と、TAG2とを有する。また、異常原因に関する結果ノードOとして、異常Aと、異常Bと、異常Cと、異常Dとを有する。すなわち、図4のベイジアンネットワークモデルは、親ノード(原因)を異常原因、子ノード(結果)を警報に関するタグとするモデルを表している。
As shown in FIG. 4, the Bayesian network model used in the abnormality
TAG0、TAG1及びTAG2は、データの取り扱いをしやすくするために、CFBボイラの各種警報ごとにタグを割り当てたものである。例えば図5に示すように、警報内容とタグとは、互いに対応付けられている。また、同様に、異常A〜Dは、各種異常に対して異常番号を割り当てたものである。異常の一例としては、停電などが挙げられる。 TAG0, TAG1, and TAG2 are assigned tags for each alarm of the CFB boiler in order to facilitate data handling. For example, as shown in FIG. 5, the alarm content and the tag are associated with each other. Similarly, abnormalities A to D are obtained by assigning abnormal numbers to various abnormalities. An example of an abnormality is a power outage.
なお、図4のベイジアンネットワークモデルは、条件ノードIである警報に関するタグの一部を示すものであり、実際には、図示しない警報に関するタグを複数有していてもよい。同様に、図4のベイジアンネットワークモデルは、結果ノードOである異常原因の一部を示すものであり、実際には、図示しない異常原因を複数有していてもよい。条件ノードIと結果ノードOとの因果関係を示すリンクLは、各条件ノードIに対して全ての結果ノードOから矢印が向いている。 Note that the Bayesian network model in FIG. 4 shows a part of the tag relating to the alarm that is the condition node I, and may actually have a plurality of tags relating to the alarm that are not shown. Similarly, the Bayesian network model shown in FIG. 4 shows a part of the cause of abnormality that is the result node O, and may actually have a plurality of causes of abnormality that are not shown. In the link L indicating the causal relationship between the condition node I and the result node O, an arrow is directed from each result node O to each condition node I.
図6に示すように、ここでの条件付確率表Hは、条件ノードIである警報に関するタグ(TAG0、TAG1、…)をそれぞれある値にした条件下において、結果ノードOである異常原因(異常A、異常B、…)が異常原因候補となる確率(確率変数)を表している。警報に関するタグがとる値は、警報の有無に関する値であり、警報有り又は警報無しのいずれかである(図6には、「有」「無」と示されている)。 As shown in FIG. 6, the conditional probability table H here is an abnormal cause (result node O) under the condition that the tags (TAG0, TAG1,. (Abnormality A, abnormality B,...) Represents a probability (probability variable) that is a candidate for an abnormality. The value taken by the tag related to the alarm is a value related to the presence or absence of the alarm and is either with or without the alarm (in FIG. 6, “present” and “absent” are shown).
このような異常原因特定システム10においては、まず、CFBボイラの制御装置から発報される警報情報が、警報入力部12によって受け付けられる(S1)。つづいて、警報蓄積部13によって、所定(任意)の時間幅に区切って警報が蓄積される(S2)。
In such an abnormality
図8は、所定時間幅ごとの警報に関するタグと異常原因候補を示す一例である。図8に示す例では、時間幅は1秒である。図8に示すように、ある時間において警報入力部12により受け付けられた警報(発報された警報)に関するタグが1、受け付けられなかった警報(発報されなかった警報)に関するタグが0として、警報タグが集約される。
FIG. 8 is an example showing tags and alarm cause candidates for alarms for each predetermined time width. In the example shown in FIG. 8, the time width is 1 second. As shown in FIG. 8, a tag related to an alarm (alert alarm) received by the
つづいて、警報蓄積部13に蓄積された警報及びベイジアンネットワークモデルの条件付確率表Hに基づいて、異常原因推論部14により、各所定時間幅ごとに一つの異常原因候補が導出される(S3)。具体的には、条件付確率表Hにおける条件ノードIの値が判定され、判定された条件ノードIの値に関連付けられた複数の結果ノードOのうち確率が最も大きい異常が、当該所定時間幅における異常原因候補として導出される。
Subsequently, based on the alarm stored in the
ここでは、図6中の太枠に示すように、TAG0:有(警報有り)、TAG1:有、TAG2:有、TAG3:有が、ある時間幅における各条件ノードIの値として判定されたとする(他のタグの値については省略する)。この場合、条件ノードIの値に関連付けられた複数の結果ノードOのうち、確率が58%で最も大きい異常Aが、当該所定時間幅における異常原因候補として導出される。 Here, as shown by a thick frame in FIG. 6, it is assumed that TAG0: existence (alarm is present), TAG1: existence, TAG2: existence, TAG3: existence is determined as the value of each condition node I in a certain time width. (Other tag values are omitted). In this case, out of the plurality of result nodes O associated with the value of the condition node I, the abnormality A having the highest probability of 58% is derived as an abnormality cause candidate in the predetermined time width.
つづいて、異常原因推論部14により、一定時間において、各所定時間幅ごとの異常原因候補の度数が、異常原因候補の種別ごとにカウントされる(S4)。異常原因候補の度数をカウントした結果の一例を、図9に示す。図9は、異常原因候補の度数を示すグラフである。図9では、横軸を異常原因候補の種類、縦軸を度数として度数分布にプロットしている。
Subsequently, the abnormality
図9に示す例では、各異常原因候補のうち、異常Dの度数が最も高い。よって、異常原因推論部14によって、度数が最も高い異常Dが、真の異常原因と特定される(S5)。上記S5において特定された異常原因(ここでは異常D)は、データ出力部15により出力され、表示部16によってモニタ画面に表示される(S6)。
In the example shown in FIG. 9, the frequency of abnormality D is the highest among the abnormality cause candidates. Therefore, the abnormality
つぎに、条件付確率表Hの作成処理(学習)について説明する。 Next, the creation process (learning) of the conditional probability table H will be described.
図10は、条件付確率表の作成処理を示すフローチャートである。本実施形態では、例えば以下に示すように、異常原因に対応する警報の観測データに基づいて条件付確率表Hが作成される。すなわち、まず、例えは操作者による各条件ノードI及び各結果ノードOの設定・特定後、警報入力部12によって観測データが受け付けられるとともに、当該観測データが蓄積される(S11,S12)。
FIG. 10 is a flowchart showing processing for creating a conditional probability table. In the present embodiment, for example, as shown below, the conditional probability table H is created based on the observation data of the alarm corresponding to the cause of the abnormality. That is, first, for example, after setting / specifying each condition node I and each result node O by the operator, the
つづいて、観測データに基づいて条件付確率表H(図6参照)が学習されて作成される(S13)。具体的には、ある時刻の各条件ノードIの値の取得、及び、当該時刻の条件ノードIに対応した結果ノードOの取得を行うと共に、これらの取得を複数の時刻に対して行う。そして、各条件ノードIの値が同一の条件となる場合における各結果ノードOの確率を導出することにより条件付確率表Hが作成される。最後に、条件付確率表Hが出力されて、条件付き確率表Hの作成処理が終了される(S14)。 Subsequently, the conditional probability table H (see FIG. 6) is learned and created based on the observation data (S13). Specifically, the value of each condition node I at a certain time is acquired, and the result node O corresponding to the condition node I at that time is acquired, and these acquisitions are performed for a plurality of times. Then, the conditional probability table H is created by deriving the probability of each result node O when the values of the condition nodes I are the same. Finally, the conditional probability table H is output, and the processing for creating the conditional probability table H ends (S14).
なお、観測データは、CFBボイラの制御装置から警報情報を入力させ、時間幅ごとに警報を蓄積することにより取得することができる。ここでは、ある時間幅において蓄積されたデータを1データとし、できるかぎり多くのデータを収集することが好ましい。ちなみに、条件付確率表Hが作成されるタイミングは、例えば年に1回などである。 The observation data can be acquired by inputting alarm information from the controller of the CFB boiler and accumulating alarms for each time width. Here, it is preferable to collect as much data as possible, assuming that data accumulated in a certain time width is one data. Incidentally, the timing at which the conditional probability table H is created is, for example, once a year.
つぎに、本実施形態に係る異常原因特定システム10の作用・効果について説明する。
Next, operations and effects of the abnormality
本実施形態の異常原因特定システム10では、上述したように、所定時間幅単位で異常原因の発生確率から異常原因候補を求め、そして、この異常原因候補の度数から異常原因を特定することができる。よって、複数種の警報が発生するCFBボイラにおいても、異常原因を精度よく特定することが可能となる。
In the abnormality
また、本実施形態では、所定時間幅ごとの異常原因候補をリアルタイムに導出して度数分布にプロットし(図11参照)、時間の経過に従った異常原因候補の度数変化を把握することができる。この場合、時間が経過するにつれて、真の異常原因の度数が高くなると考えられることから、実際に異常が発生する前に異常原因を特定することが可能となり、当該異常について事前に何らかの対策を打つことができる。 Further, in the present embodiment, the abnormality cause candidates for each predetermined time width are derived in real time and plotted in the frequency distribution (see FIG. 11), and the frequency change of the abnormality cause candidates with the passage of time can be grasped. . In this case, since the frequency of the true abnormality cause is considered to increase as time passes, it becomes possible to identify the abnormality cause before the actual abnormality occurs, and to take some measures in advance for the abnormality be able to.
また、本実施形態では、上述したように、ベイジアンネットワークモデルの条件付確率表Hが異常原因に対応する警報の観測データから作成されているため、実際に即した、一層精度の高い実用的な異常原因特定が可能となる。また、図6に示すように、条件付確率表Hでは、各条件ノードIの値に対応する結果ノードOが確率で表されるため、各結果ノードOを異常原因とした根拠が明確となる。よって、条件付確率表Hを有するベイジアンネットワークモデルを用いることで、操作者にとって使いやすい、実用的な異常原因特定が可能となる。 In the present embodiment, as described above, the conditional probability table H of the Bayesian network model is created from the alarm observation data corresponding to the cause of the abnormality, so that it is practical and more accurate and practical. The cause of the abnormality can be identified. Further, as shown in FIG. 6, in the conditional probability table H, the result nodes O corresponding to the values of the respective condition nodes I are represented by probabilities, so that the grounds for causing each result node O to be an abnormality are clarified. . Therefore, by using the Bayesian network model having the conditional probability table H, it is possible to identify a practical abnormality cause that is easy for the operator to use.
また、本実施形態の異常原因特定システム10は、表示部16が、異常原因の対策に関する情報をさらに表示することで、単に異常原因を特定するにとどまらず具体的な対策を表示することができ、異常状態を早期に収束させることが可能となる。
Further, the abnormality
また、本実施形態の異常原因特定システム10は、上述したように、異常原因を特定する対象としてCFBボイラに適用することができる。一般的にCFBボイラでは、複数種の警報が発生した場合に、異常原因を特定することが特に困難であるところ、統計モデル(ベイジアンネットワークモデル)を用いることで、適切な異常原因を簡易に導出することができる。
Further, as described above, the abnormality
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention is modified without departing from the scope described in the claims or applied to others. It may be.
例えば、上記実施形態では、統計モデルとしてベイジアンネットワークモデルを用い、異常原因推論部14が条件付確率表Hによって異常原因を推論したが、これに限定されるものではなく、その他の統計モデル(例えば、ニューラルネットワークモデルや遺伝的アルゴリズムモデル等)を用いて異常原因を推論してもよい。
For example, in the above embodiment, a Bayesian network model is used as the statistical model, and the abnormality
また、上記実施形態は、CFBボイラの異常原因を特定したが、これに限定されるものではなく、本発明は、その他の大規模装置、例えば、発電設備や水処理設備の異常原因を特定することもできる。この場合においても、上記作用効果が奏される。 Moreover, although the said embodiment specified the abnormal cause of the CFB boiler, it is not limited to this, This invention specifies the abnormal cause of other large-scale apparatuses, for example, power generation equipment or water treatment equipment. You can also. Even in this case, the above-described effects are exhibited.
また、上記実施形態では、条件付確率表Hを観測データに基づいて作成したが、これに限定されず、計算で作成してもよいし、その他の方法で作成してもよい。また、上記実施形態では、異常原因特定システム10によって条件付確率表Hを作成したが、別の装置によって条件付確率表Hを作成してもよい。また、異常原因特定システム10で条件付確率表Hを作成する場合、当該異常原因特定システム10は、条件付確率表Hを学習させて作成する学習部を有していてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the conditional probability table | surface H was produced based on observation data, it is not limited to this, You may produce by calculation and may produce it by another method. Moreover, in the said embodiment, although the conditional probability table | surface H was created by the abnormality
また、上記実施形態では、警報蓄積部13が警報を蓄積する所定時間幅として1秒を例示したが、所定時間幅はこれに限定されるものではなく、上記作用効果を奏する上で異常原因候補を適切に求め得る任意の時間幅であればよい。また、各所定時間幅は、必ずしも一定でなくてもよく、互いに異なる時間幅としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although 1 second was illustrated as a predetermined | prescribed time width which the alarm | storage accumulation |
10…異常原因特定システム、11…モデル記憶部、12…警報入力部、13…警報蓄積部、14…異常原因推論部(推論部)、15…データ出力部、16…表示部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記警報に対応する前記異常原因の発生確率に関する統計モデルが予め格納されたモデル記憶部と、
入力された警報情報、及び前記統計モデルに基づき前記異常原因を推論する推論部と、
前記推論部により推論された前記異常原因に関する情報を表示する表示部と、を備え、
前記推論部は、
一定時間において、区切られた所定時間幅それぞれで前記警報情報及び前記統計モデルに基づき異常原因候補を求めると共に、当該異常原因候補の種別ごとに度数を算出し、
少なくとも前記度数が最も高い種別の前記異常原因候補を、前記異常原因として推論すること、を特徴とする異常原因特定システム。 An abnormality cause identification system for identifying an abnormality cause of a device that emits multiple types of alarms,
A model storage unit in which a statistical model related to the occurrence probability of the abnormality cause corresponding to the alarm is stored in advance;
An inference unit for inferring the cause of the abnormality based on the input alarm information and the statistical model;
A display unit for displaying information on the cause of the abnormality inferred by the inference unit,
The reasoning part is
In a certain time, the abnormality cause candidate is obtained based on the alarm information and the statistical model at each of the divided predetermined time widths, and the frequency is calculated for each abnormality cause candidate type,
An abnormality cause identifying system characterized by inferring at least the abnormality cause candidate of the type having the highest frequency as the abnormality cause.
前記条件付確率表は、
前記警報情報に関する複数の条件ノードと、前記異常原因の発生に関する複数の結果ノードとを有し、
前記複数の条件ノードのそれぞれの値が前記警報の有無に関する値とされ、
少なくとも前記複数の条件ノードそれぞれの値と前記複数の結果ノードと確率変数とが、互いに関連付けられ、
前記推論部は、
入力された前記複数の条件ノードそれぞれの値を判定し、
判定した当該条件ノードの値に関連付けられた前記複数の結果ノードのうち、前記確率変数が最も大きい結果ノードを、前記異常原因候補として導出すること、を特徴とする請求項4に記載の異常原因特定システム。 The Bayesian network model has a conditional probability table;
The conditional probability table is
A plurality of condition nodes related to the alarm information, and a plurality of result nodes related to the occurrence of the abnormality cause,
Each value of the plurality of condition nodes is a value related to the presence or absence of the alarm,
At least the value of each of the plurality of condition nodes, the plurality of result nodes, and a random variable are associated with each other;
The reasoning part is
Determine the value of each of the input condition nodes;
5. The cause of abnormality according to claim 4, wherein among the plurality of result nodes associated with the determined value of the condition node, a result node having the largest random variable is derived as the abnormality cause candidate. Specific system.
The abnormality cause identification system according to any one of claims 1 to 5, wherein the device is a circulating fluidized bed boiler.
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