JP6845703B2 - Plant status information presentation system and plant status information presentation method - Google Patents

Plant status information presentation system and plant status information presentation method Download PDF

Info

Publication number
JP6845703B2
JP6845703B2 JP2017023701A JP2017023701A JP6845703B2 JP 6845703 B2 JP6845703 B2 JP 6845703B2 JP 2017023701 A JP2017023701 A JP 2017023701A JP 2017023701 A JP2017023701 A JP 2017023701A JP 6845703 B2 JP6845703 B2 JP 6845703B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
time
status information
plant
information presentation
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.)
Active
Application number
JP2017023701A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018132786A (en
Inventor
和史 加茂
和史 加茂
楢崎 博司
博司 楢崎
健士朗 宮田
健士朗 宮田
将大 燒谷
将大 燒谷
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel 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 Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2017023701A priority Critical patent/JP6845703B2/en
Publication of JP2018132786A publication Critical patent/JP2018132786A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6845703B2 publication Critical patent/JP6845703B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、プラントの状態を計測する複数のセンサによる計測値に基づいてプラントの操業状況に関する情報を提示するプラント状況情報提示システム及びプラント状況情報提示方法に関する。 The present invention relates to a plant status information presenting system and a plant status information presenting method for presenting information on the operating status of a plant based on values measured by a plurality of sensors that measure the state of the plant.

プラントの状況を推定するシステムに関する文献として、特許文献1及び2がある。特許文献1に開示されたシステムでは、学習フェーズにおいて、プラントから出力されたセンサ信号を用いて正常状態をモデル化した正常モデルを作成し、評価フェーズにおいて、プラントから出力されたセンサ信号から特徴ベクトルを生成し、得られた特徴ベクトルを正常モデルと比較することで異常判定を行う。特許文献2に開示されたシステムでは、プラントに設けられたセンサのデータの時間的変化に基づいて、データ空間の軌跡を複数のクラスタに分割し、分割したクラスタ群に対して、回帰分析法等の部分空間法でモデル化し、外れ値を異常候補として算出する。 Patent Documents 1 and 2 are documents relating to a system for estimating the state of a plant. In the system disclosed in Patent Document 1, in the learning phase, a normal model in which the normal state is modeled using the sensor signal output from the plant is created, and in the evaluation phase, a feature vector is created from the sensor signal output from the plant. Is generated, and the obtained feature vector is compared with the normal model to determine the abnormality. In the system disclosed in Patent Document 2, the locus of the data space is divided into a plurality of clusters based on the temporal change of the data of the sensor provided in the plant, and the divided cluster group is subjected to a regression analysis method or the like. Model by the subspace method of, and calculate outliers as abnormal candidates.

特開2015−172945号公報JP 2015-172945 特開2012−230703号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-230703

しかしながら、炉内の計測が難しい高炉のように内部の環境の推定が困難なプラントでは、精度よくモデルを作成することが難しい。また、多数のデータ項目を持つ大規模プラントについて部分空間法でモデル化する場合、計算時間短縮及び精度向上のため主成分分析等で次元を減らして処理するのが一般的であるが、モデルの次元が計測値の次元と一致しなければ、異常を捉えられたとしてもその原因を特定することができない。 However, in a plant where it is difficult to estimate the internal environment, such as a blast furnace where measurement inside the furnace is difficult, it is difficult to create a model with high accuracy. In addition, when modeling a large-scale plant with a large number of data items by the subspace method, it is common to reduce the dimensions by principal component analysis, etc. in order to shorten the calculation time and improve the accuracy. If the dimension does not match the dimension of the measured value, the cause cannot be identified even if an abnormality is caught.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、内部環境の推定が困難なプラント及びセンサによって検出されるデータ項目が多い大規模プラントであっても、高精度な操業状況の推定を可能とするプラント状況情報提示システム及びプラント状況情報提示方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its main purpose is to operate with high accuracy even in a plant in which it is difficult to estimate the internal environment and a large-scale plant in which many data items are detected by sensors. The purpose of the present invention is to provide a plant status information presentation system and a plant status information presentation method capable of estimating the status.

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様のプラント状況情報提示システムは、プラントの状態を連続して計測する異なる種類の複数のセンサによる計測値の各時系列データから、前記計測値の時間変動を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された複数の前記時間変動それぞれについて、前記時間変動の特徴を示すパターンを各別に決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された複数の前記パターンに基づいて、前記プラントの操業状況に関する操業状況情報を出力する出力手段と、前記複数のセンサによる計測値の時間変動のパターンを当該センサの種類毎に複数記憶するパターンデータベースと、前記パターンデータベースに記憶された前記パターンのそれぞれを、その出現回数に基づいて定常時におけるパターンと非定常時におけるパターンとに分類する分類手段と、を備え、前記決定手段は、前記分類手段によって前記非定常時におけるパターンに分類された前記パターンから、前記抽出手段によって抽出された前記時間変動に類似する前記パターンを決定するように構成されているIn order to solve the above-mentioned problems, the plant status information presentation system according to one aspect of the present invention continuously measures the state of the plant from each time series data of the measured values by a plurality of different types of sensors. It was determined by the extraction means for extracting the time variation of the value, the determination means for separately determining the pattern showing the characteristics of the time variation for each of the plurality of the time variations extracted by the extraction means, and the determination means. An output means for outputting operation status information regarding the operation status of the plant based on the plurality of patterns, a pattern database for storing a plurality of patterns of time fluctuations of measured values by the plurality of sensors for each type of the sensor, and a pattern database. Each of the patterns stored in the pattern database is provided with a classification means for classifying each of the patterns into a pattern in a steady time and a pattern in a non-steady time based on the number of occurrences thereof, and the determination means is said by the classification means. From the pattern classified into the pattern in the non-stationary time, the pattern similar to the time variation extracted by the extraction means is determined .

この態様において、前記プラント状況情報提示システムは、前記決定手段によって決定された前記複数のパターンに基づいて、前記プラントの操業状況を推定する推定手段をさらに備え、前記出力手段は、前記操業状況情報として、前記推定手段による推定結果を出力するように構成されていてもよい。 In this embodiment, the plant status information presenting system further includes an estimation means for estimating the operation status of the plant based on the plurality of patterns determined by the determination means, and the output means is the operation status information. As a result, the estimation result by the estimation means may be output.

また、上記態様において、前記プラント状況情報提示システムは、過去における前記プラントの各計測値の時間変動のパターンと、操業状況情報とを対応付けて記憶する過去実績データベースをさらに備え、前記推定手段は、前記決定手段によって決定された前記パターンに類似する前記パターンに対応する前記操業状況情報を前記過去実績データベースから取得するように構成されており、前記出力手段は、前記推定手段によって取得された前記操業状況情報を出力するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the plant status information presentation system further includes a past record database that stores the time variation pattern of each measured value of the plant in the past and the operation status information in association with each other, and the estimation means The operation status information corresponding to the pattern similar to the pattern determined by the determination means is acquired from the past performance database, and the output means is the said output means acquired by the estimation means. It may be configured to output operation status information.

また、上記態様において、前記抽出手段は、互いに異なる複数の時間幅における前記時間変動のそれぞれを抽出するように構成されており、前記決定手段は、前記抽出手段によって抽出された前記複数の時間幅における前記時間変動のそれぞれについて、前記パターンを決定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the extraction means is configured to extract each of the time fluctuations in a plurality of time widths different from each other, and the determination means is the plurality of time widths extracted by the extraction means. It may be configured to determine the pattern for each of the time variations in.

また、上記態様において、前記プラント状況情報提示システムは、前記計測値の時系列データから抽出された前記計測値の時間変動に基づいて、前記パターンを生成するパターン生成手段をさらに備え、前記パターンデータベースは、前記パターン生成手段によって生成された前記パターンを記憶するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the plant status information presentation system further includes a pattern generation means for generating the pattern based on the time variation of the measured value extracted from the time series data of the measured value, and the pattern database. May be configured to store the pattern generated by the pattern generating means.

また、上記態様において、前記プラント状況情報提示システムは、複数の前記時間変動のそれぞれを、時間変動の波形に基づいて複数のクラスタに分類するクラスタリング手段をさらに備え、前記パターン生成手段は、前記クラスタリング手段によって前記時間変動が分類された各クラスタについて、そのクラスタに属する前記時間変動の特徴を示す前記パターンを生成するように構成されていいてもよい。 Further, in the above aspect, the plant status information presentation system further includes a clustering means for classifying each of the plurality of the time fluctuations into a plurality of clusters based on the waveform of the time fluctuations, and the pattern generation means is the clustering means. For each cluster in which the time variation is classified by means, the pattern indicating the characteristics of the time variation belonging to the cluster may be generated.

また、本発明の他の態様のプラント状況情報提示方法は、プラントの状態を連続して計測する複数のセンサによる計測値の各時系列データから、前記計測値の時間変動を抽出するステップと、抽出された前記時間変動それぞれについて、前記時間変動の特徴を示すパターンを各別に決定するステップと、決定された複数の前記パターンに基づいて、前記プラントの操業状況に関する操業状況情報を出力するステップと、前記複数のセンサによる計測値の時間変動のパターンを当該センサの種類毎に複数記憶するパターンデータベースに記憶された前記パターンのそれぞれを、その出現回数に基づいて定常時におけるパターンと非定常時におけるパターンとに分類するステップとを有し、前記決定するステップにおいて、分類された前記パターンから、前記抽出された前記時間変動に類似する前記パターンを決定するFurther, the plant status information presentation method of another aspect of the present invention includes a step of extracting the time variation of the measured value from each time series data of the measured value by a plurality of sensors that continuously measure the state of the plant. For each of the extracted time fluctuations, a step of separately determining a pattern showing the characteristics of the time fluctuation, and a step of outputting operation status information regarding the operation status of the plant based on the plurality of determined patterns. , The pattern of the time variation of the measured value by the plurality of sensors is stored for each type of the sensor. Each of the patterns stored in the pattern database is stored in the pattern in the steady state and in the non-steady time based on the number of appearances. possess a step of classifying into a pattern, in said determining step, from the classified the pattern, to determine the pattern similar to the extracted the time variation.

本発明に係るプラント状況情報提示システム及びプラント状況情報提示方法によれば、内部環境の推定が困難なプラント及びセンサによって検出されるデータ項目が多い大規模プラントであっても、高精度に操業状況を推定できる。 According to the plant status information presentation system and the plant status information presentation method according to the present invention, even in a large-scale plant where it is difficult to estimate the internal environment and there are many data items detected by sensors, the operation status is highly accurate. Can be estimated.

実施の形態1に係るプラント状況情報提示システムの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the plant status information presentation system which concerns on Embodiment 1. 実施の形態1に係るプラント状況情報提示システムの内部構成を示すブロック図。The block diagram which shows the internal structure of the plant status information presentation system which concerns on Embodiment 1. 実施の形態1に係るプラント状況情報提示システムの動作の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation procedure of the plant status information presentation system which concerns on Embodiment 1. 学習処理の手順を示すフローチャート。A flowchart showing the procedure of the learning process. 多次元時系列データの一例を示すグラフ。A graph showing an example of multidimensional time series data. 計測値の時間変動の抽出を模式的に説明する図。The figure which schematically explains the extraction of the time variation of the measured value. 計測値の時間変動のパターンの生成を模式的に説明する図。The figure which schematically explains the generation of the time variation pattern of the measured value. 過去実績データベースの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the past performance database. 推定処理の手順を示すフローチャート。A flowchart showing the procedure of the estimation process. 状態情報の生成を模式的に説明する図。The figure schematically explaining the generation of state information. 類似状態特定処理の手順を示すフローチャート。A flowchart showing the procedure of the similar state identification process. 実施の形態2に係るプラント状況情報提示システムの動作の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation procedure of the plant status information presentation system which concerns on Embodiment 2. 情報提示処理の手順を示すフローチャート。A flowchart showing a procedure of information presentation processing.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及びシステムを例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments shown below exemplify methods and systems for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the following. .. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.

(実施の形態1)
本実施の形態では、プラント状況情報提示システムが、複数のセンサによる計測値の各時系列データから前記計測値の時間変動を抽出し、抽出された各時間変動のパターンを決定し、現在の時間変動のパターンに最も類似する過去のパターンを特定し、特定されたパターンが得られた過去の時点におけるプラントの操業状況情報を出力する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, the plant status information presentation system extracts the time variation of the measured value from each time series data of the measured value by a plurality of sensors, determines the pattern of each extracted time variation, and determines the current time. The past pattern that most closely resembles the fluctuation pattern is specified, and the operation status information of the plant at the past time when the specified pattern is obtained is output.

<プラント状況情報提示システムの構成>
図1は、本実施の形態に係るプラント状況情報提示システムの構成を示す模式図である。プラント状況情報提示システム100は、高炉10の操業状況を推定する。高炉10は、連続して銑鉄を生産するために、鉄鉱石と共に炉内に装入されたコークスを燃焼させる熱処理プロセスを継続的に実行する。かかる高炉10には、温度センサ、圧力センサ、その他の物理量を計測するセンサが設けられている。本実施の形態においては、高炉10に設置された2つの温度センサ11a,11b及び2つの圧力センサ12a,12bによって出力される計測値を用いて高炉10の操業状況を推定するプラント状況情報提示システム100について説明する。
<Configuration of plant status information presentation system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a plant status information presentation system according to the present embodiment. The plant status information presentation system 100 estimates the operating status of the blast furnace 10. The blast furnace 10 continuously executes a heat treatment process of burning coke charged into the furnace together with iron ore in order to continuously produce pig iron. The blast furnace 10 is provided with a temperature sensor, a pressure sensor, and other sensors for measuring physical quantities. In the present embodiment, a plant status information presentation system that estimates the operating status of the blast furnace 10 using the measured values output by the two temperature sensors 11a and 11b and the two pressure sensors 12a and 12b installed in the blast furnace 10. 100 will be described.

プラント状況情報提示システム100は、コンピュータによって構成されている。かかるプラント状況情報提示システム100は、温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bに接続されており、これらから計測値を受信するように構成されている。 The plant status information presentation system 100 is composed of a computer. The plant status information presentation system 100 is connected to temperature sensors 11a and 11b and pressure sensors 12a and 12b, and is configured to receive measured values from these.

図2は、プラント状況情報提示システム100の内部構成を示すブロック図である。プラント状況情報提示システム100は、コンピュータ200によって実現される。図2に示すように、コンピュータ200は、本体300と、入力部400と、表示部500とを備えている。本体300は、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307を備えており、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307は、バスによって接続されている。 FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the plant status information presentation system 100. The plant status information presentation system 100 is realized by the computer 200. As shown in FIG. 2, the computer 200 includes a main body 300, an input unit 400, and a display unit 500. The main body 300 includes a CPU 301, ROM 302, RAM 303, a read device 304, a hard disk 305, an input / output interface 306, and an image output interface 307, and includes a CPU 301, ROM 302, RAM 303, a read device 304, a hard disk 305, and an input / output interface 306. And the image output interface 307 is connected by a bus.

CPU301は、RAM303にロードされたコンピュータプログラムを実行する。そして、プラント状況情報提示用のコンピュータプログラムであるプラント状況情報提示プログラム310を当該CPU301が実行することにより、コンピュータ200がプラント状況情報提示システム100として機能する。 The CPU 301 executes the computer program loaded in the RAM 303. Then, when the CPU 301 executes the plant status information presentation program 310, which is a computer program for presenting the plant status information, the computer 200 functions as the plant status information presentation system 100.

ROM302には、CPU301に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。RAM303は、ハードディスク305に記録されているプラント状況情報提示プログラム310の読み出しに用いられる。また、RAM303は、CPU301がコンピュータプログラムを実行するときに、CPU301の作業領域として利用される。 The ROM 302 records a computer program executed by the CPU 301, data used for the program, and the like. The RAM 303 is used to read the plant status information presentation program 310 recorded on the hard disk 305. Further, the RAM 303 is used as a work area of the CPU 301 when the CPU 301 executes a computer program.

ハードディスク305は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU301に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。プラント状況情報提示プログラム310も、このハードディスク305にインストールされている。 The hard disk 305 is installed with various computer programs such as an operating system and an application program for the CPU 301 to execute, and data used for executing the computer programs. The plant status information presentation program 310 is also installed on the hard disk 305.

また、ハードディスク305には、過去実績データベース(過去実績DB)320と、パターンデータベース(パターンDB)330と、計測値データベース(計測値DB)340とが設けられている。過去実績DB320は、高炉10の操業状況についての過去の実績データを記憶する。パターンDB330は、温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bによる計測値の時間変動のパターンを示すパターンデータを記憶する。また、計測値DB340は、過去に温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bによって計測された計測値の多次元時系列データを記憶する。 Further, the hard disk 305 is provided with a past record database (past record DB) 320, a pattern database (pattern DB) 330, and a measured value database (measured value DB) 340. The past record DB 320 stores past record data regarding the operating status of the blast furnace 10. The pattern DB 330 stores pattern data showing a pattern of time fluctuations of values measured by the temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b. Further, the measured value DB 340 stores multidimensional time series data of the measured values measured by the temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b in the past.

入出力インタフェース306には、キーボード及びマウスからなる入力部400が接続されている。また、入出力インタフェース306には、上述した温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bが接続されており、これらセンサから出力データを受信するように構成されている。 An input unit 400 including a keyboard and a mouse is connected to the input / output interface 306. Further, the temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b described above are connected to the input / output interface 306, and are configured to receive output data from these sensors.

画像出力インタフェース307は、LCDまたはCRT等で構成された表示部500に接続されており、CPU301から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部500に出力するようになっている。表示部500は、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。 The image output interface 307 is connected to a display unit 500 composed of an LCD, a CRT, or the like, and outputs a video signal corresponding to the image data given by the CPU 301 to the display unit 500. The display unit 500 displays an image (screen) according to the input video signal.

<プラント状況情報提示システムの動作>
次に、プラント状況情報提示システム100の動作について説明する。図3は、本実施の形態に係るプラント状況情報提示システム100の動作の手順を示すフローチャートである。プラント状況情報提示システム100は、高炉10の操業状況を推定するために、学習処理S100と、推定処理S200とを実行する。学習処理S100は、操業データの過去の実績から、計測値の特徴的な時間変動のパターンを示すパターンデータを生成するための処理であり、推定処理S200は、パターンデータを用いて高炉10の操業状況を推定するための処理である。なお、学習処理S100と推定処理S200とは連続して実行されてもよく、それぞれ独立して非連続的に実行されてもよい。但し、推定処理S200にはパターンデータが必要であるため、推定処理S200の前には学習処理S100を1回以上実行することが必要である。
<Operation of plant status information presentation system>
Next, the operation of the plant status information presentation system 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the plant status information presentation system 100 according to the present embodiment. The plant status information presentation system 100 executes the learning process S100 and the estimation process S200 in order to estimate the operating status of the blast furnace 10. The learning process S100 is a process for generating pattern data showing a characteristic time fluctuation pattern of the measured value from the past results of the operation data, and the estimation process S200 is a process for generating the pattern data of the blast furnace 10 using the pattern data. This is a process for estimating the situation. The learning process S100 and the estimation process S200 may be continuously executed, or may be independently and discontinuously executed. However, since the estimation process S200 requires pattern data, it is necessary to execute the learning process S100 at least once before the estimation process S200.

学習処理S100について詳細に説明する。高炉10の温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bからは、継続して計測値の多次元時系列データが出力される。プラント状況情報提示システム100は、かかる多次元時系列データを受信し、計測値DB340に蓄積する。学習処理S100では、計測値DB340に格納された多次元時系列データが用いられる。 The learning process S100 will be described in detail. The temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b of the blast furnace 10 continuously output multidimensional time series data of measured values. The plant status information presentation system 100 receives the multidimensional time series data and stores it in the measured value DB 340. In the learning process S100, the multidimensional time series data stored in the measured value DB 340 is used.

図4は、学習処理S100の手順を示すフローチャートである。学習処理S100では、まずCPU301が、過去の期間である学習期間における各多次元時系列データを計測値DB340から取得する(ステップS101)。図5は、各多次元時系列データの一例を示すグラフである。多次元時系列データが示されている期間は全て共通の学習期間である。多次元時系列データには欠損部分が含まれている場合があるため、CPU301は、この欠損をその前後のデータで置き換えるなどして修復する(ステップS102)。 FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the learning process S100. In the learning process S100, the CPU 301 first acquires each multidimensional time series data in the learning period, which is a past period, from the measured value DB 340 (step S101). FIG. 5 is a graph showing an example of each multidimensional time series data. The period in which the multidimensional time series data is shown is a common learning period. Since the multidimensional time series data may include a missing portion, the CPU 301 repairs the missing portion by replacing the missing portion with data before and after the missing portion (step S102).

次に、CPU301は、時系列データから計測値の時間変動を抽出する(ステップS103)。図6は、計測値の時間変動の抽出を模式的に説明する図である。時間変動は、複数の時間幅のそれぞれで時系列データから抽出される。図6では、t1及びt2の2つの時間幅で時間変動を抽出する例を示している。また、抽出する時刻を変えて、同一の時間幅t1,t2で時系列データから時間変動を抽出する。具体的に説明すると、図6に示すように、CPU301は、時刻tを終点とする時間幅t1,t2で時間変動を抽出すると共に、時刻t+Δを終点とする時間幅t1,t2で時間変動を抽出する。このようにして、全ての多次元時系列データから時刻及び時間幅を変えて時間変動が複数抽出される。つまり、温度センサ11aの多次元時系列データから複数の時刻において時間幅t1,t2の時間変動が抽出され、同様に温度センサ11b、圧力センサ12a,12bの各多次元時系列データからも複数の時刻において時間幅t1,t2の時間変動が抽出される。 Next, the CPU 301 extracts the time variation of the measured value from the time series data (step S103). FIG. 6 is a diagram schematically illustrating extraction of time fluctuations of measured values. The time variation is extracted from the time series data in each of the plurality of time widths. FIG. 6 shows an example of extracting time fluctuations in two time widths of t1 and t2. Further, the time variation is extracted from the time series data with the same time widths t1 and t2 by changing the extraction time. Specifically, as shown in FIG. 6, the CPU 301 extracts the time variation with the time widths t1 and t2 having the time t as the end point, and extracts the time variation with the time widths t1 and t2 having the time t + Δ as the end point. Extract. In this way, a plurality of time fluctuations are extracted from all the multidimensional time series data by changing the time and time width. That is, the time fluctuations of the time widths t1 and t2 are extracted from the multidimensional time series data of the temperature sensor 11a at a plurality of times, and similarly, a plurality of time fluctuations of the temperature sensor 11b and the pressure sensors 12a and 12b are also obtained. Time fluctuations of time widths t1 and t2 are extracted at the time.

次に、CPU301は、抽出された時間変動データについて、近傍で平均を取るなどして次元数を統一する(ステップS104)。 Next, the CPU 301 unifies the number of dimensions of the extracted time fluctuation data by taking an average in the vicinity (step S104).

さらにCPU301は、抽出された時間変動を、温度及び圧力に分けて収集し、温度のデータセットと圧力のデータセットとを作成する(ステップS105)。CPU301は、各データセットを時間変動の波形に基づいてクラスタリングし、n個のクラスタに分類する(ステップS106)。また、CPU301は、各クラスタについて、そのクラスタに属する時間変動のパターンを生成する(ステップS107)。図7は、パターンの生成を模式的に説明する図である。ステップS107の処理では、注目するクラスタに属する全時間変動の重心ベクトルを算出し、これを時間変動の特徴を表すパターンと定義する。なお、nの値は、計測値に対する経験からどのような時間変動があり得るかを考慮して定められる。また、異常な操業状況を検出するためには、炉況異常時に現れる時間変動のパターンを揃えておく必要がある。高炉10の他、多くのプラントでは操業中のほとんどの期間において安定した操業状況であるため、炉況異常時に現れる時間変動のパターンを確保するためには、予め操業状況が不安定な期間を学習期間として多次元時系列データを取得することが好ましい。 Further, the CPU 301 collects the extracted time variation separately for temperature and pressure, and creates a temperature data set and a pressure data set (step S105). The CPU 301 clusters each data set based on the time-varying waveform and classifies it into n clusters (step S106). Further, the CPU 301 generates a time variation pattern belonging to each cluster for each cluster (step S107). FIG. 7 is a diagram schematically illustrating pattern generation. In the process of step S107, the center-of-gravity vector of the total time variation belonging to the cluster of interest is calculated, and this is defined as a pattern representing the characteristics of the time variation. The value of n is determined in consideration of what kind of time fluctuation may occur based on the experience with respect to the measured value. In addition, in order to detect an abnormal operating condition, it is necessary to prepare a pattern of time fluctuations that appears when the furnace condition is abnormal. In addition to the blast furnace 10, many plants have stable operating conditions during most of the operating conditions. Therefore, in order to secure the time fluctuation pattern that appears when the furnace conditions are abnormal, the period in which the operating conditions are unstable is learned in advance. It is preferable to acquire multidimensional time series data as a period.

なお、ここでは、温度と圧力とで時間変動を分けてパターンの生成を行ったが、これは温度に比べて圧力は急峻な変動をするなど、時間変動の特徴が両者で異なっているためである。同じ物理量でも、その計測位置によって時間変動の特徴が大きく異なるのであれば、計測位置で分けてパターンを生成してもよい。また、これとは逆に異なる物理量であっても時間変動の特徴が近似している場合には、これらをまとめてパターンを生成してもよい。 Here, the pattern was generated by dividing the time fluctuation into temperature and pressure, because the characteristics of the time fluctuation are different between the two, such as the pressure fluctuating sharply compared to the temperature. is there. Even if the physical quantity is the same, if the characteristics of the time fluctuation differ greatly depending on the measurement position, the pattern may be generated separately for the measurement position. On the contrary, if the characteristics of time fluctuations are similar even if the physical quantities are different, a pattern may be generated by combining them.

CPU301は、生成されたパターンをパターンDB330に登録する(ステップS108)。その後、CPU301は、学習処理S100を終了する。 The CPU 301 registers the generated pattern in the pattern DB 330 (step S108). After that, the CPU 301 ends the learning process S100.

ここで、過去実績DB320に格納されるデータについて説明する。図8は、過去実績DB320の構成を示す模式図である。過去実績DB320には、高炉10の過去の時点における操業状況情報と状態情報とを含む過去実績データが格納される。操業状況情報には、その過去の時点における高炉10での生産製品の種類、原材料、生産量、設定値その他の操業条件、異常が発生している場合にはその異常の種類等が含まれる。また、状態情報には、過去の時点における温度センサ11a,11b及び圧力センサ12a,12bの各計測値についての時間変動のパターンが含まれる。各計測値のパターンは、上記の時間幅t1,t2のそれぞれについてのものである。かかる状態情報は、後述するステップS205において生成される状態情報と同様のものである。過去実績データは、操業状況情報と状態情報とを含むレコードであり、1つのレコードにおける操業状況情報と状態情報とは互いに関連づけられている。なお、過去実績データベースは複数のテーブルから構成されていてもよい。例えば、過去の時刻のフィールドと、その時刻における操業状況情報のフィールドとを含む第1テーブルと、過去の時刻のフィールドと、その時刻における状態情報のフィールドとを含む第2テーブルとを、過去実績DB320が含んでいてもよい。この場合、過去の時刻のデータを介して、操業状況情報と状態情報とが関連づけられる。 Here, the data stored in the past record DB 320 will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the past record DB 320. The past record DB 320 stores past record data including operation status information and status information of the blast furnace 10 at a past time point. The operation status information includes the type of product produced in the blast furnace 10 at the past time, the raw material, the production amount, the set value and other operating conditions, the type of abnormality if an abnormality has occurred, and the like. Further, the state information includes a time variation pattern for each measured value of the temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b at the past time points. The pattern of each measured value is for each of the above time widths t1 and t2. Such state information is the same as the state information generated in step S205 described later. The past performance data is a record including the operation status information and the status information, and the operation status information and the status information in one record are related to each other. The past record database may be composed of a plurality of tables. For example, a first table containing a field of a past time and a field of operation status information at that time, and a second table including a field of a past time and a field of status information at that time are displayed in the past. DB 320 may be included. In this case, the operation status information and the status information are associated with each other via the data of the past time.

図9は、推定処理S200の手順を示すフローチャートである。推定処理S200では、CPU301が、現在時刻、つまり最新の所定期間における各多次元時系列データを計測値DB340から取得する(ステップS201)。次にCPU301は、多次元時系列データに含まれる欠損部分をその前後のデータで置き換えるなどして修復する(ステップS202)。 FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the estimation process S200. In the estimation process S200, the CPU 301 acquires the current time, that is, each multidimensional time series data in the latest predetermined period from the measured value DB 340 (step S201). Next, the CPU 301 repairs the missing portion included in the multidimensional time series data by replacing it with the data before and after it (step S202).

CPU301は、時系列データから計測値の時間変動を抽出する(ステップS203)。この処理では、ステップS103で時間変動を切り出した時間幅t1,t2を使用して、各時系列データから時間変動を抽出する。但し、ステップS203では、時間変動を抽出する時間幅t1,t2は現在時刻(最新時刻)を終点として含む期間のみである。さらにCPU301は、抽出された時間変動データについて、近傍で平均を取るなどして次元数を統一する(ステップS204)。 The CPU 301 extracts the time variation of the measured value from the time series data (step S203). In this process, the time variation is extracted from each time series data by using the time widths t1 and t2 obtained by cutting out the time variation in step S103. However, in step S203, the time widths t1 and t2 for extracting the time variation are only the period including the current time (latest time) as the end point. Further, the CPU 301 unifies the number of dimensions of the extracted time fluctuation data by taking an average in the vicinity (step S204).

次にCPU301は、現在時刻での時間変動毎に、時間変動とパターンDB330に格納されている各パターンとを比較して、現在時刻での時間変動に最も類似するパターンを決定し、各時間変動に類似するパターンの集合を現在時刻における高炉10の状態情報として生成する(ステップS205)。図10は、状態情報の生成を模式的に説明する図である。この処理では、ユークリッド距離等の2次元ベクトルの類似度が算出され、最も類似度が高いパターンが決定される。各計測値(温度、圧力)、及び各時間幅t1,t2において類似するパターンを決定し、これらのパターンの集合を状態情報として定義する。 Next, the CPU 301 compares the time variation with each pattern stored in the pattern DB 330 for each time variation at the current time, determines the pattern most similar to the time variation at the current time, and determines each time variation. A set of patterns similar to is generated as state information of the blast furnace 10 at the current time (step S205). FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the generation of state information. In this process, the similarity of two-dimensional vectors such as the Euclidean distance is calculated, and the pattern having the highest similarity is determined. Similar patterns are determined for each measured value (temperature, pressure) and each time width t1 and t2, and a set of these patterns is defined as state information.

再び図9を参照する。CPU301は、現在時刻における状態情報に類似する過去の状態情報を特定する類似状態特定処理を実行する(ステップS206)。この類似状態特定処理では、現在時刻における状態情報と、過去実績DB320に格納されている各状態情報とを比較することにより、現在時刻における状態情報に最も類似する過去の状態情報が特定される。この処理では、現在時刻における状態情報に含まれるパターンと、過去の状態情報に含まれるパターンとの類似度が、計測値(温度、圧力)及び時間幅t1,t2毎に算出される。 See FIG. 9 again. The CPU 301 executes a similar state identification process for specifying past state information similar to the state information at the current time (step S206). In this similar state identification process, the past state information most similar to the state information at the current time is specified by comparing the state information at the current time with each state information stored in the past record DB 320. In this process, the similarity between the pattern included in the state information at the current time and the pattern included in the past state information is calculated for each measured value (temperature, pressure) and time widths t1 and t2.

以下、類似状態特定処理について詳しく説明する。図11は、類似状態特定処理の手順を示すフローチャートである。まず、CPU301は、パターンDB330に格納されているパターンを、定常時におけるパターンと、非定常時におけるパターンとに分類する(ステップS2601)。ここで、定常とは、高炉10が正常に安定して操業されている状態(つまり、炉況が良好な状態)をいい、非定常とは、高炉10の操業が不安定な状態(つまり、炉況が不良な状態)をいう。非定常時は、多くの場合において異常時であるが、正常時であっても炉況が不良な場合も含む。パターンを分類する方法としては、ステップS106のクラスタリング処理において、分類された時間変動の数が一定数以上のクラスタに対応するパターンを定常時のパターンとし、分類された時間変動の数が一定数未満のクラスタに対応するパターンを非定常時のパターンとすることができる。また、定常時及び非定常時のパターンは、温度、圧力、それらの計測位置、時間幅によって分類結果が変わると考えられる。このため、全てのパターンをまとめて分類するのではなく、温度、圧力、計測位置、及び時間幅毎に分類することが好ましい。つまり、1つのセンサから出力された計測値の1つの時間幅について、クラスタ毎に時間変動の分類数を求め、分類数が一定値以上の場合には定常時のパターンとし、一定値未満の場合には非定常時のパターンとする。 Hereinafter, the similar state identification process will be described in detail. FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the similar state identification process. First, the CPU 301 classifies the patterns stored in the pattern DB 330 into a pattern in a steady state and a pattern in a non-steady state (step S2601). Here, the steady state means a state in which the blast furnace 10 is operating normally and stably (that is, a state in which the furnace condition is good), and an unsteady state means a state in which the operation of the blast furnace 10 is unstable (that is, a state in which the operation of the blast furnace 10 is unstable). The state of poor furnace condition). The non-steady state is an abnormal time in many cases, but also includes a case where the furnace condition is poor even in a normal state. As a method of classifying the patterns, in the clustering process of step S106, the pattern corresponding to the clusters in which the number of classified time fluctuations is a certain number or more is set as the steady state pattern, and the number of the classified time fluctuations is less than a certain number. The pattern corresponding to the cluster can be the non-stationary pattern. In addition, it is considered that the classification results of the patterns in the steady state and the non-steady state change depending on the temperature, pressure, their measurement positions, and the time width. For this reason, it is preferable to classify all patterns by temperature, pressure, measurement position, and time width, instead of classifying them all at once. That is, for one time width of the measured value output from one sensor, the number of classifications of time fluctuation is obtained for each cluster, and if the number of classifications is equal to or more than a certain value, it is set as a steady-state pattern, and if it is less than a certain value. The pattern at the non-stationary time is used.

次にCPU301は、現在時刻における状態情報と過去実績DB320に格納されている状態情報とを計測値及び時間幅が同一のパターン毎に比較し、それぞれの類似度を計算する(ステップS2602)。この処理では、ユークリッド距離等の2次元ベクトルの類似尺度が計算される。さらにCPU301は、算出された全ての類似度から、非定常時のパターンについてのもののみを抽出し、その平均を状態間類似度として算出する(ステップS2603)。状態間類似度の算出において、定常時のパターンについての類似度を除外することで、各センサ11a,11b,12a,12bの時系列データに、非定常時における特徴的な時間変動のパターンが出現していることを精度よく検出できる。 Next, the CPU 301 compares the state information at the current time with the state information stored in the past record DB 320 for each pattern having the same measured value and time width, and calculates the degree of similarity between them (step S2602). In this process, a similarity measure of a two-dimensional vector such as the Euclidean distance is calculated. Further, the CPU 301 extracts only those for the non-stationary pattern from all the calculated similarities, and calculates the average as the inter-state similarity (step S2603). By excluding the similarity for the pattern in the steady state in the calculation of the similarity between states, a characteristic time fluctuation pattern in the non-steady state appears in the time series data of each sensor 11a, 11b, 12a, 12b. It is possible to accurately detect what is being done.

CPU301は、算出された状態間類似度が最も高い過去実績の状態情報を特定し(ステップS2604)、類似状態特定処理を終了する。 The CPU 301 identifies the state information of the past record having the highest calculated similarity between states (step S2604), and ends the similarity state identification process.

再び図9を参照する。CPU301は、類似状態特定処理において特定された過去実績の状態情報に対応する操業状況情報を過去実績DB320から読み出し(ステップS207)、これを表示部500に表示させる(ステップS208)。以上で、推定処理S200が終了する。表示部500に表示された過去実績の操業状況情報は、現在の操業状況に類似するものであると推定される。したがって、オペレータは表示部500に表示された操業状況情報を確認することで、現在の操業状況を把握することができ、これに対して適切に対処することができる。 See FIG. 9 again. The CPU 301 reads the operation status information corresponding to the status information of the past record specified in the similar state identification process from the past record DB 320 (step S207), and displays this on the display unit 500 (step S208). This completes the estimation process S200. It is presumed that the past actual operation status information displayed on the display unit 500 is similar to the current operation status. Therefore, the operator can grasp the current operating status by checking the operating status information displayed on the display unit 500, and can appropriately deal with this.

以上の如く構成することにより、時間幅をプラントに合わせて適切に設定し、また、各計測値が取りうる時間変動のパターンを十分に用意しておけば、計測値の時間変動のパターンの集合である状態情報に、プラントの操業状況を判断する上で十分な情報を保持させることができ、かかる状態情報を用いることでプラントの操業状況を正確に推定することができる。したがって、例えば操業状況が定常状態から非定常状態へと変化したとき、その変化の原因及び根拠が明確となる。 By configuring as described above, if the time width is set appropriately according to the plant and the time fluctuation patterns that can be taken by each measured value are sufficiently prepared, a set of time fluctuation patterns of the measured values is prepared. The state information can hold sufficient information for determining the operation status of the plant, and the operation status of the plant can be accurately estimated by using the status information. Therefore, for example, when the operating condition changes from a steady state to a non-steady state, the cause and grounds for the change become clear.

また、短い時間幅t1と長い時間幅t2とで時間変動を抽出することで、計測値の短期的な変動と長期的な傾向とのそれぞれを捉えることができる。 Further, by extracting the time variation with the short time width t1 and the long time width t2, it is possible to capture each of the short-term variation and the long-term tendency of the measured value.

また、状態情報を用いて、現在時刻の状態情報と類似する状態情報に対応する過去の操業状況を、現在時刻における操業状況として推定する構成としたため、過去の操業状況の実績を過去実績DB320に蓄積しておけば、これを利用して現在の操業状況を推定することができる。大規模プラントでは、プラントの状態が複雑且つその数が膨大であるため、プラントの状態毎に操業状況を体系化したデータベースを作成することは容易ではない。上記のような構成とすることで、このようなデータベースを用いることなく、操業状況の推定が可能となる。 In addition, since the past operating status corresponding to the status information similar to the status information at the current time is estimated as the operating status at the current time using the status information, the past operating status is stored in the past record DB320. If it is accumulated, it can be used to estimate the current operating status. In a large-scale plant, the state of the plant is complicated and the number is enormous, so it is not easy to create a database that systematizes the operation status for each state of the plant. With the above configuration, it is possible to estimate the operating status without using such a database.

(実施の形態2)
本実施の形態では、プラント状況情報提示システムが、複数のセンサによる計測値の各時系列データから前記計測値の時間変動を抽出し、抽出された各時間変動のパターンを含む状態情報を生成し、これらのパターンから非定常状態のセンサを特定し、特定されたセンサの情報を操業状況情報として出力する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the plant status information presentation system extracts the time variation of the measured value from each time series data of the measured value by a plurality of sensors, and generates the state information including the extracted pattern of each time variation. , The sensor in the unsteady state is identified from these patterns, and the information of the identified sensor is output as the operation status information.

<プラント状況情報提示システムの構成>
本実施の形態に係るプラント状況情報提示システムの構成は、実施の形態1に係るプラント状況情報提示システム100の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。但し、本実施の形態においては、過去実績DB320を使用しないため、プラント状況情報提示システム100が過去実績DB320を備えていない構成であってもよい。
<Configuration of plant status information presentation system>
Since the configuration of the plant status information presentation system according to the present embodiment is the same as the configuration of the plant status information presentation system 100 according to the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted. To do. However, in the present embodiment, since the past record DB 320 is not used, the plant status information presentation system 100 may be configured not to include the past record DB 320.

<プラント状況情報提示システムの動作>
図12は、本実施の形態に係るプラント状況情報提示システム100の動作の手順を示すフローチャートである。プラント状況情報提示システム100は、学習処理S100と、情報提示処理S300とを実行する。学習処理S100については、実施の形態1において説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
<Operation of plant status information presentation system>
FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure of the plant status information presentation system 100 according to the present embodiment. The plant status information presentation system 100 executes the learning process S100 and the information presentation process S300. Since the learning process S100 is the same as that described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

図13は、情報提示処理S300の手順を示すフローチャートである。情報提示処理S300におけるステップS301〜S305の処理は、実施の形態1で説明した推定処理S200におけるステップS201〜S205の処理と同様であるので、その説明を省略する。 FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of the information presentation process S300. Since the processes of steps S301 to S305 in the information presentation process S300 are the same as the processes of steps S201 to S205 in the estimation process S200 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

CPU301は、ステップS305において状態情報を生成すると、パターンDB330に格納されているパターンを、定常時におけるパターンと、非定常時におけるパターンとに分類する(ステップS306)。このステップS306の処理は、実施の形態1で説明したステップS2601の処理と同様であるので、その説明を省略する。 When the state information is generated in step S305, the CPU 301 classifies the pattern stored in the pattern DB 330 into a pattern in the steady state and a pattern in the non-steady state (step S306). Since the process of step S306 is the same as the process of step S2601 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

次に、CPU301は、ステップS306における分類結果を使用して、ステップS305において生成された現在時刻における状態情報に含まれる時間変動のパターンのうち、非定常時におけるパターンを特定する(ステップS307)。次にCPU301は、センサ11a,11b及び12a,12bのうち、非定常時におけるパターンに対応するセンサを、非定常状態を検知したセンサとして特定する(ステップS308)。温度センサ11a、11b及び圧力センサ12a,12bのそれぞれは、センサを識別するためのセンサIDを割り当てられている。また、温度センサ11a,11bは高炉10における互いに異なる位置に設置され、同様に圧力センサ12a,12bも互いに異なる位置に設置される。CPU301は、非定常状態を検知したセンサの情報(センサID、センサの種類、センサの取付位置等)を表示部500に表示させる(ステップS309)。以上で、情報提示処理S300が終了する。 Next, the CPU 301 uses the classification result in step S306 to specify the pattern in the non-steady state among the time variation patterns included in the state information at the current time generated in step S305 (step S307). Next, the CPU 301 identifies the sensor corresponding to the pattern in the non-steady state among the sensors 11a, 11b and 12a, 12b as the sensor that has detected the non-steady state (step S308). Each of the temperature sensors 11a and 11b and the pressure sensors 12a and 12b is assigned a sensor ID for identifying the sensor. Further, the temperature sensors 11a and 11b are installed at different positions in the blast furnace 10, and the pressure sensors 12a and 12b are also installed at different positions in the blast furnace 10. The CPU 301 causes the display unit 500 to display information (sensor ID, sensor type, sensor mounting position, etc.) of the sensor that has detected the unsteady state (step S309). This completes the information presentation process S300.

以上のように、非定常状態のセンサの情報が提示されることで、オペレータは非定常状態のセンサの数からおおよその高炉10の操業状況を判断したり、非定常状態のセンサの位置から高炉10に生じた非定常状態の原因を推定したりすることができる。 As described above, by presenting the information of the sensors in the unsteady state, the operator can judge the approximate operating status of the blast furnace 10 from the number of sensors in the unsteady state, and the blast furnace from the position of the sensors in the unsteady state. The cause of the unsteady state that occurred in 10 can be estimated.

(その他の実施の形態)
上述した実施の形態1では、操業状況情報として、生産製品の種類、原材料、生産量、設定値その他の操業条件、異常が発生している場合にはその異常の種類等を出力する構成とし、また、実施の形態2では、操業状況情報として、非定常状態のセンサの情報を出力する構成としたが、これらに限定されるものではない。操業状況情報として、プラントの異常の有無、異常箇所、異常の原因、及びその対処方法、又はこれらの一部の情報を出力する構成としてもよい。この場合、プラントの異常の有無、異常箇所、異常の原因、及びその対処方法、又はこれらの一部の情報を状態情報と対応づけてデータベースに記憶しておき、現在時刻におけるプラントの状態情報から、これに対応する異常の有無、異常箇所、異常の原因、及びその対処方法、又はこれらの一部の情報を特定することができる。
(Other embodiments)
In the first embodiment described above, as the operation status information, the type of the produced product, the raw material, the production amount, the set value and other operating conditions, and the type of the abnormality when an abnormality has occurred are output. Further, in the second embodiment, the information of the sensor in the unsteady state is output as the operation status information, but the present invention is not limited to these. As the operation status information, the presence / absence of an abnormality in the plant, the location of the abnormality, the cause of the abnormality, the countermeasures thereof, or a part of the information may be output. In this case, the presence or absence of an abnormality in the plant, the location of the abnormality, the cause of the abnormality, and how to deal with it, or some of these information are stored in the database in association with the status information, and from the plant status information at the current time. , The presence or absence of the corresponding abnormality, the location of the abnormality, the cause of the abnormality, and the coping method thereof, or some information thereof can be specified.

また、上述した実施の形態1及び2では、推定処理S200又は情報提示処理S300の都度、パターンDB330に格納された全パターンを、定常時のパターンと非定常時のパターンとに分類する構成について述べたが、これに限定されるものではない。予めパターンDB330に格納された全パターンを、定常時のパターンと非定常時のパターンとに分類しておき、パターンDB330に格納されているパターン毎に、定常時又は非定常時を識別するための情報を対応付けておくこともできる。この場合、推定処理S200又は情報提示処理S300において、定常時のパターンと非定常時のパターンとを分類する処理を省くことができる。 Further, in the above-described first and second embodiments, each time the estimation process S200 or the information presentation process S300 is performed, all the patterns stored in the pattern DB 330 are classified into a steady pattern and a non-stationary pattern. However, it is not limited to this. All the patterns stored in the pattern DB 330 in advance are classified into a steady state pattern and a non-stationary time pattern, and for each pattern stored in the pattern DB 330, a steady state or a non-steady state is identified. Information can also be associated. In this case, in the estimation process S200 or the information presentation process S300, it is possible to omit the process of classifying the pattern in the stationary state and the pattern in the non-stationary state.

また、上述した実施の形態1及び2では、同一のクラスタに属する複数の時間変動の重心ベクトルを算出し、これを時間変動のパターンとして決定する構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、パターンのテンプレートを複数用意し、同一のクラスタに属する複数の時間変動に最も類似するテンプレートを特定し、これを時間変動のパターンとして決定するなど、他の方法によって複数の時間変動に共通の特徴を示すパターンを決定してもよい。 Further, in the above-described first and second embodiments, a configuration is described in which a plurality of time-varying centroid vectors belonging to the same cluster are calculated and determined as a time-varying pattern, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, multiple pattern templates are prepared, multiple templates belonging to the same cluster that are most similar to the time variation are identified, and this is determined as the time variation pattern. A characteristic pattern may be determined.

また、上述した実施の形態では、単一のコンピュータ200によってプラント状況情報提示プログラム310のすべての処理が実行される構成について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、プラント状況情報提示プログラム310と同様の処理を、複数の装置(コンピュータ)により分散して実行する分散システムとすることも可能である。例えば、実施の形態1では、プラント状況情報提示システムが学習装置と推定装置とを含み、学習装置によって学習処理S100を実行し、推定装置によって推定処理S200を実行する構成とすることができ、実施の形態2では、プラント状況情報提示システムが学習装置と情報提示装置とを含み、学習装置によって学習処理S100を実行し、情報提示装置によって情報提示処理S300を実行する構成とすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which all the processes of the plant status information presentation program 310 are executed by a single computer 200 has been described, but the present invention is not limited to this, and the plant status information is not limited thereto. It is also possible to make a distributed system in which the same processing as the presentation program 310 is distributed and executed by a plurality of devices (computers). For example, in the first embodiment, the plant status information presentation system includes a learning device and an estimation device, and the learning device can execute the learning process S100, and the estimation device can execute the estimation process S200. In the second embodiment, the plant status information presentation system includes a learning device and an information presenting device, the learning device executes the learning process S100, and the information presenting device executes the information presentation process S300.

本発明のプラント状況情報提示システム及びプラント状況情報提示方法は、プラントの状態を計測する複数のセンサによる計測値に基づいてプラントの操業状況に関する情報を提示するプラント状況情報提示システム及びプラント状況情報提示方法等として有用である。 The plant status information presentation system and the plant status information presentation method of the present invention present the plant status information presentation system and the plant status information presentation that present information on the operation status of the plant based on the measured values by a plurality of sensors that measure the plant status. It is useful as a method.

10 高炉
11a,11b 温度センサ
12a,12b 圧力センサ
100 プラント状況情報提示システム
200 コンピュータ
300 本体
301 CPU
303 RAM
305 ハードディスク
310 プラント状況情報提示プログラム
320 過去実績データベース
330 パターンデータベース
340 計測値データベース
500 表示部
10 Blast furnace 11a, 11b Temperature sensor 12a, 12b Pressure sensor 100 Plant status information presentation system 200 Computer 300 Main unit 301 CPU
303 RAM
305 Hard disk 310 Plant status information presentation program 320 Past performance database 330 Pattern database 340 Measured value database 500 Display unit

Claims (7)

プラントの状態を連続して計測する異なる種類の複数のセンサによる計測値の各時系列データから、前記計測値の時間変動を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の前記時間変動それぞれについて、前記時間変動の特徴を示すパターンを各別に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された複数の前記パターンに基づいて、前記プラントの操業状況に関する操業状況情報を出力する出力手段と
前記複数のセンサによる計測値の時間変動のパターンを当該センサの種類毎に複数記憶するパターンデータベースと、
前記パターンデータベースに記憶された前記パターンのそれぞれを、その出現回数に基づいて定常時におけるパターンと非定常時におけるパターンとに分類する分類手段と、
を備え
前記決定手段は、前記分類手段によって前記非定常時におけるパターンに分類された前記パターンから、前記抽出手段によって抽出された前記時間変動に類似する前記パターンを決定するように構成されている、
プラント状況情報提示システム。
An extraction means for extracting the time variation of the measured value from each time series data of the measured value by a plurality of different types of sensors that continuously measure the state of the plant.
For each of the plurality of time variations extracted by the extraction means, a determination means for separately determining a pattern showing the characteristics of the time fluctuations, and
An output means for outputting operation status information regarding the operation status of the plant based on the plurality of patterns determined by the determination means, and an output means .
A pattern database that stores a plurality of patterns of time fluctuations of values measured by the plurality of sensors for each type of the sensor, and
A classification means for classifying each of the patterns stored in the pattern database into a pattern in a stationary state and a pattern in a non-stationary time based on the number of occurrences thereof.
Equipped with a,
The determination means is configured to determine the pattern similar to the time variation extracted by the extraction means from the pattern classified into the pattern in the non-stationary time by the classification means.
Plant status information presentation system.
前記決定手段によって決定された前記複数のパターンに基づいて、前記プラントの操業状況を推定する推定手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記操業状況情報として、前記推定手段による推定結果を出力するように構成されている、
請求項1に記載のプラント状況情報提示システム。
Further provided with an estimation means for estimating the operation status of the plant based on the plurality of patterns determined by the determination means.
The output means is configured to output the estimation result by the estimation means as the operation status information.
The plant status information presentation system according to claim 1.
過去における前記プラントの各計測値の時間変動のパターンと、操業状況情報とを対応付けて記憶する過去実績データベースをさらに備え、
前記推定手段は、前記決定手段によって決定された前記パターンに類似する前記パターンに対応する前記操業状況情報を前記過去実績データベースから取得するように構成されており、
前記出力手段は、前記推定手段によって取得された前記操業状況情報を出力するように構成されている、
請求項2に記載のプラント状況情報提示システム。
It is further equipped with a past record database that stores the pattern of time fluctuations of each measured value of the plant in the past in association with the operation status information.
The estimation means is configured to acquire the operation status information corresponding to the pattern similar to the pattern determined by the determination means from the past performance database.
The output means is configured to output the operation status information acquired by the estimation means.
The plant status information presentation system according to claim 2.
前記抽出手段は、互いに異なる複数の時間幅における前記時間変動のそれぞれを抽出するように構成されており、
前記決定手段は、前記抽出手段によって抽出された前記複数の時間幅における前記時間変動のそれぞれについて、前記パターンを決定するように構成されている、
請求項1乃至3の何れかに記載のプラント状況情報提示システム。
The extraction means is configured to extract each of the time fluctuations in a plurality of time widths different from each other.
The determination means is configured to determine the pattern for each of the time variations in the plurality of time widths extracted by the extraction means.
The plant status information presentation system according to any one of claims 1 to 3.
前記計測値の時系列データから抽出された前記計測値の時間変動に基づいて、前記パターンを生成するパターン生成手段をさらに備え、
前記パターンデータベースは、前記パターン生成手段によって生成された前記パターンを記憶するように構成されている、
請求項1乃至4の何れかに記載のプラント状況情報提示システム。
Further provided with a pattern generation means for generating the pattern based on the time variation of the measured value extracted from the time series data of the measured value.
The pattern database is configured to store the pattern generated by the pattern generating means.
The plant status information presentation system according to any one of claims 1 to 4.
複数の前記時間変動のそれぞれを、時間変動の波形に基づいて複数のクラスタに分類するクラスタリング手段をさらに備え、
前記パターン生成手段は、前記クラスタリング手段によって前記時間変動が分類された各クラスタについて、そのクラスタに属する前記時間変動の特徴を示す前記パターンを生成するように構成されている、
請求項5に記載のプラント状況情報提示システム。
Further provided with a clustering means for classifying each of the plurality of time fluctuations into a plurality of clusters based on the waveform of the time fluctuations.
The pattern generation means is configured to generate the pattern showing the characteristics of the time variation belonging to the cluster for each cluster in which the time variation is classified by the clustering means.
The plant status information presentation system according to claim 5.
プラントの状態を連続して計測する複数のセンサによる計測値の各時系列データから、前記計測値の時間変動を抽出するステップと、
抽出された前記時間変動それぞれについて、前記時間変動の特徴を示すパターンを各別に決定するステップと、
決定された複数の前記パターンに基づいて、前記プラントの操業状況に関する操業状況情報を出力するステップと
前記複数のセンサによる計測値の時間変動のパターンを当該センサの種類毎に複数記憶するパターンデータベースに記憶された前記パターンのそれぞれを、その出現回数に基づいて定常時におけるパターンと非定常時におけるパターンとに分類するステップと
を有し、
前記決定するステップにおいて、分類された前記パターンから、前記抽出された前記時間変動に類似する前記パターンを決定する
プラント状況情報提示方法。
A step of extracting the time variation of the measured value from each time series data of the measured value by a plurality of sensors that continuously measure the state of the plant, and
For each of the extracted time fluctuations, a step of separately determining a pattern showing the characteristics of the time fluctuations, and
Based on a plurality of said pattern determined, and outputting the operational status information about the operating status of the plant,
Multiple patterns of time fluctuations of values measured by the plurality of sensors are stored for each type of the sensor. Each of the patterns stored in the pattern database is stored as a pattern in the steady state and a pattern in the non-steady state based on the number of appearances. possess a step of classification to the door,
A method for presenting plant status information for determining a pattern similar to the time variation extracted from the classified patterns in the determination step.
JP2017023701A 2017-02-13 2017-02-13 Plant status information presentation system and plant status information presentation method Active JP6845703B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017023701A JP6845703B2 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Plant status information presentation system and plant status information presentation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017023701A JP6845703B2 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Plant status information presentation system and plant status information presentation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018132786A JP2018132786A (en) 2018-08-23
JP6845703B2 true JP6845703B2 (en) 2021-03-24

Family

ID=63248441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017023701A Active JP6845703B2 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Plant status information presentation system and plant status information presentation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6845703B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7408911B2 (en) * 2018-10-26 2024-01-09 富士電機株式会社 Anomaly detection device and anomaly detection method
EP4060055A4 (en) * 2019-11-13 2022-12-21 JFE Steel Corporation Production equipment monitoring method, production equipment monitoring apparatus, and production equipment operating method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4948304B2 (en) * 2006-11-13 2012-06-06 株式会社神戸製鋼所 Blast furnace hot metal temperature prediction method
JP5633522B2 (en) * 2012-01-06 2014-12-03 新日鐵住金株式会社 Operation status evaluation device, operation status evaluation method, computer program, and computer-readable storage medium
WO2015177870A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 Manufacturing equipment diagnosis support system
JP5946573B1 (en) * 2015-08-05 2016-07-06 株式会社日立パワーソリューションズ Abnormal sign diagnosis system and abnormality sign diagnosis method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018132786A (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5538597B2 (en) Anomaly detection method and anomaly detection system
JP5048625B2 (en) Anomaly detection method and system
JP5301310B2 (en) Anomaly detection method and anomaly detection system
JP5501903B2 (en) Anomaly detection method and system
US9483049B2 (en) Anomaly detection and diagnosis/prognosis method, anomaly detection and diagnosis/prognosis system, and anomaly detection and diagnosis/prognosis program
US8682616B2 (en) Identifying failures in an aeroengine
JP5778305B2 (en) Anomaly detection method and system
JP6411769B2 (en) Condition monitoring device
JP5498540B2 (en) Anomaly detection method and system
US20120296606A1 (en) Method, computer program, and system for performing interpolation on sensor data for high system availability
US20160132373A1 (en) System analysis device, system analysis method and system analysis program
JP2011145846A (en) Anomaly detection method, anomaly detection system and anomaly detection program
JP7068246B2 (en) Abnormality judgment device and abnormality judgment method
JP6523815B2 (en) Plant diagnostic device and plant diagnostic method
JP6737277B2 (en) Manufacturing process analysis device, manufacturing process analysis method, and manufacturing process analysis program
JP6845703B2 (en) Plant status information presentation system and plant status information presentation method
JP6678182B2 (en) Anomaly detection device
US11004002B2 (en) Information processing system, change point detection method, and recording medium
JP2014056598A (en) Abnormality detection method and its system
JPWO2017164368A1 (en) Monitoring device, monitoring method, program
JP7127305B2 (en) Information processing device, information processing method, program
CN111108455A (en) Data sorting device
WO2023189022A1 (en) Diagnosis device, diagnosis method, and diagnosis program
WO2021229815A1 (en) Information processing device, evaluation method, and evaluation program
JP7199609B1 (en) Abnormality Diagnosis Method, Abnormality Diagnosis Device, Abnormality Diagnosis Program, and Abnormality Diagnosis System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200728

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200918

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: 20210224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6845703

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150