JP7002978B2 - データ統合システムおよびデータ統合方法 - Google Patents

Description

本発明は、データ統合システムおよびデータ統合方法に関する。

近年、ビッグデータを活用したサービスの提供を目的として、工場設備や現場機器などからデータを収集し、収集したデータを一括管理するデータ統合システムが提供されている。なお、以下の説明では、収集したデータを「現場データ」と称する。
以下の説明では、工場内で計測された電力量を可視化したり、ラインごとの製品の生産数から稼働率を取得するような、収集したデータの可視化や分析などの処理を行うことを「サービス」と呼ぶ。このようなサービスは、例えば、現場データを収集して分析するサービス装置によって利用者に提供される。このサービス装置は、現場データからサービスの用途に適したデータを選定し、選定したデータを利用して、可視化やデータ分析を行う。

例えば、特許文献１には、データを選定する際、過去の分析結果をもとに、用途に応じて必要なデータを抽出し、データ項目間の相関の有無といった関係を算出する技術が記載されている。特許文献１に記載された技術によると、分析対象とするデータ項目間の相関の有無を、利用者に提示することができる。なお、以下の説明では、分析対象とするデータ項目間の相関の有無を、「データ間の関係」と称する。また、サービス装置を利用してデータ分析を行う利用者を、「データ分析者」と称する。

特開２０１２－１０３８４１号公報

データ分析者がサービス装置を利用してデータ分析に使用するデータを選定する際に、同じサービス装置内でデータを選定する場合には、特許文献１に開示された技術により、データの関係が明確になるため、効率的にデータを選定することができる。

しかしながら、過去に選定した結果を他のサービス装置で使用しようとしても、対象となる工場設備や現場機器が異なると、データの名称や定義が異なるため、簡単に他のサービス装置で同様のデータ分析を行うことができないという問題があった。
例えば、ある特定の設備のデータ構造に精通したデータ分析者は、その特定の設備から収集した現場データを出力したセンサの識別コードから、どのような種類のセンサから得た現場データであるのかを容易に判別できる。したがって、特定の設備に精通したデータ分析者は、その設備の現場データについてのデータ分析を容易に行うことができる。これに対して、同じデータ分析者が、別の設備から得た現場データについての分析を行おうとしても、別の設備が識別コードなどのデータ体系が異なると、容易にはデータ分析ができなくなってしまう。

また、現場設備が異なると、通常は設備ごとに現場データを収集する頻度や収集タイミングが相違する。したがって、データ分析者が、複数の現場設備からの現場データを同じ条件で分析するためには、各現場設備からの現場データを同一条件で比較できるようにするための前処理が必要になる。そのような前処理を適切に行うためには、各現場設備でどのような条件で現場データを収集しているのかを予め把握する必要があり、複数の現場設備のデータ分析を一括して簡単に行うことは容易にはできないという問題があった。

また、上述の問題は、１つの現場設備についてのデータ分析手法を、別の現場設備に適用する場合に生じるだけでなく、データ分析を行う規模が変化した場合にも起こり得る。例えば、特定の１カ所の現場設備について、稼働率などを取得するサービスを行っていた状態で、別の現場設備についての稼働率なども同時に取得する必要が生じた場合にも、データ体系やデータ収集頻度の相違により、データ分析を共通にできない場合がある。

本発明は、サービス装置でのデータ分析が、様々な現場データに対して同じ条件で行えるデータ統合システムおよびデータ統合方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、１つまたは複数の現場システムから現場データを収集し、収集した現場データを分析するサービス装置に送るデータ統合システムにおいて、サービス装置が分析を実行する上で必要な分析用データについてのデータリストを持つデータ選定情報保持部と、現場システムから現場データを取得するデータ受信部と、データ選定情報保持部が持つデータリストに基づいて、データ受信部が取得した現場データから分析に必要な現場データを選択して分析用データを得ると共に、データ受信部が取得した現場データを説明する現場データ説明情報を、サービス装置が必要なサービス説明情報に変換する変換実行部と、変換実行部が変換したサービス説明情報が付加された分析用データを、サービス装置に送るデータ送信部と、現場データ説明情報を保持する現場データ説明情報保持部と、サービス説明情報を保持するサービス説明情報保持部と、を備える。
そして、データ選定情報保持部は、サービス装置が実行する分析アプリケーションごとに、現場データとサービス説明情報との対応をデータリストに含ませ、現場データ説明情報保持部は、現場システムで取得する現場データの時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、サービス説明情報保持部は、分析用データとして必要な時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、変換実行部は、データ選定情報保持部からの指示で、現場データの時刻粒度または収集頻度を変換して、分析用データとする。

本発明によれば、サービス装置で現場データを使って分析を行う際に、各現場システムの仕様差異を意識することなく、データ分析を行うことができるようになる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態例に係るシステム全体の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例に係る現場データ統合システムの装置構成の例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るシステムの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムが保持する現場データ毎詳細情報管理テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムが保持するサービス毎詳細情報管理テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムが保持するサービス毎データリスト管理テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムが保持するデータリスト毎関連管理テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムが保持するデータの関係定義テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムがデータ関係取得時の処理例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムがデータ要求受信時の処理例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムに対して指示する画面の例（サービス毎のルール統合管理画面）を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムに対して指示する画面の例（データリスト毎の関係管理画面）を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムに対して指示する画面の例（データ項目の関係選定画面）を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムを浄水場に適用した場合の現場データの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムを浄水場に適用した場合のデータソースとデータレイクとの関係の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態例に係るデータ統合システムを浄水場に適用した場合のデータマートの例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るシステム全体の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るデータ抽出要求受信時の処理例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態例に係る関係データ取り込み要求受信時の処理例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態例に係るデータ統合システムに対して指示する画面の例（抽出データ選択画面）を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るデータ統合システムに対して指示する画面の例（データ取り込み画面）を示す図である。 本発明の第２の実施の形態例に係るデータ統合システムを浄水場に適用した場合の例を示す図である。

＜１．第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態例を、図１～図１６を参照して説明する。

［１－１．システム構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態例のデータ統合システム１００を備えたシステム全体の構成例を示す。
データ統合システム１００は、複数の現場システム１０，２０，・・・からネットワークＮ１を経由して、現場データを収集して、収集した現場データの内で、サービス装置６１，６２，・・・によりデータ分析に必要とするデータを取り出すものである。ここで、現場データ統合システム１００内では、データ分析が適正に行えるように、必要によりデータを変換すると共に、データ分析に必要なデータを選択して、分析用データを得る処理が行われる。

そして、データ統合システム１００で得られた分析用データが、ネットワークＮ２を介して各サービス装置６１，６２，・・・に伝送される。各サービス装置６１，６２，・・・において、分析を行うために必要なデータについては、サービス管理装置７０からネットワークＮ３を介したデータ統合システム１００への指示により設定される。サービス管理装置７０としては、例えばネットワークＮ３に接続されたＷｅｂサーバが使用される。

図１の例では、第１現場システム１０と第２現場システム２０を備え、サービス装置についても、第１サービス装置６１と第２サービス装置６１を備える構成を示すが、現場システムやサービス装置の数は、これら２組に限定されるものではない。すなわち、データ統合システム１００に接続される現場システムは、１組または３組以上で構成してもよい。データ統合システム１００に接続されるサービス装置についても、１組または３組以上で構成してもよい。
また、図１では、サービス装置６１，６２とサービス管理装置７０を個別の装置とした例を示すが、各サービス装置６１，６２にサービス管理装置７０としての機能を持たせるようにしてもよい。

第１現場システム１０や第２現場システム２０は、ネットワークＮ１を介して接続された現場システム監視装置５０により作動状況が監視されると共に、作動状況が制御される。現場システム１０，２０毎に現場システム監視装置５０を用意してもよい。
本実施の形態例での現場システム１０，２０としては、各種製品を製造する製造プラント、浄水場などの上下水道用の設備、発電を行う発電所、鉄道などの交通を制御する制御システムなど、産業上で使用される様々なシステムに適用が可能である。

第１現場システム１０は、現場データ格納部１１を備え、第１現場システム１０が備えるセンサ１２ａ，１２ｂ，・・・から、現場システム内の各機器の作動状態や温度，流量などの計測値を現場データとして収集して、現場データ格納部１１に格納する。なお、現場データ格納部１１は、生産計画などを制御するために収集した現場データを蓄積するデータベースとしてもよい。現場データ格納部１１に格納される現場データは、通信インターフェース１３を介してネットワークＮ１に送出される。

同様に、第２現場システム２０についても、センサ２２ａ，２２ｂ，・・・から現場データが収集されて、現場データ格納部２１に格納され、格納された現場データが、通信インターフェース２３を介してネットワークＮ１に送出される。
各現場システム１０からネットワークＮ１に送出された現場データは、データ統合システム１００で受信される。

第１サービス装置６１と第２サービス装置６２は、それぞれ予め用意されたデータ分析を行うアプリケーションプログラムを実行することにより、現場データを分析するサービスを実行する。サービス装置６１，６２が行うサービスとしては、エネルギー消費分析、需要予測、運用計画立案、故障予兆診断など様々な分析によるサービスが挙げられる。
図１に示す各ネットワークＮ１，Ｎ２，Ｎ３としては、組織内のローカルネットワークやインターネットなどが適用可能である。

次に、データ統合システム１００の構成について説明する。
データ統合システム１００は、データアクセスインターフェース１０１、データ変換実行部１０２、判定部１０３、クエリ実行制御部１０４、クエリ生成部１０５、データ受信部１０６、および通信インターフェース１０７を備える。また、データ統合システム１００は、データ送信部１０８、データリスト管理部１１０、データ選定情報保持部１１１、データ選定インターフェース１１２、説明情報アクセスインターフェース１１３、サービス情報管理部１２０、およびサービス説明情報保持部１２１を備える。さらに、データ統合システム１００は、現場システム情報管理部１３０および現場データ説明情報保持部１３１を備える。

データアクセスインターフェース１０１は、ネットワークＮ２を介してサービス装置６１，６２と相互に通信が可能である。データアクセスインターフェース１０１は、データ送信部１０８に得られる分析用データを、サービス装置６１，６２に伝送する。また、データアクセスインターフェース１０１は、サービス装置６１，６２からのデータ要求を受信する。
データ変換実行部１０２は、収集した現場データを、分析用データとするために必要なデータ変換処理を実行する。ここでのデータ変換処理としては、現場データに付加された説明情報を、サービス装置６１，６２が解釈可能なサービス説明情報に変換する処理や、データの粒度を変換する処理などが行われる。

データ変換実行部１０２における変換処理は、判定部１０３での判定に基づいて実行される。判定部１０３は、サービス説明情報と現場データ説明情報の差分を判断して、変換すべき内容を決定し、データ変換実行部１０２に対してその変換を指示する。これらの判断に必要な情報は、サービス説明情報保持部１２１または現場データ説明情報保持部１３１に保持される。

データリスト管理部１１０は、サービス管理装置７０から要求されたデータ選定情報の読取り処理、書込み処理、削除処理をデータ選定情報に対して行う。サービス管理装置７０からの上述の要求は、データ選定インターフェース１１２経由で受信される。
データリスト選定情報保持部１１１は、サービス装置６１，６２が利用するデータリストと、データリストに含まれる各データの関係の情報とを、保持する処理（データリスト選定情報保持処理）を行う。データ毎の説明情報は、説明情報アクセスインターフェース１１３を経由して、サービス情報管理部１２０から取得される。
データ選定インターフェース１１２は、サービス管理装置７０からのデータリスト選定要求、およびサービス管理装置７０へのデータリスト情報提供のための通信処理を行う。

サービス情報管理部１２０は、説明情報アクセスインターフェース１１３より要求された、サービスに関する情報の読取り処理、書込み処理、削除処理を、サービス説明情報保持部１２１に保持されたサービス説明情報に対して行う。
サービス説明情報保持部１２１に保持されるサービス説明情報は、サービス装置６１，６２が必要とするデータの説明情報である。これらのデータの説明情報としては、例えば、それぞれのサービス装置６１，６２が必要とするデータの構成や、サービス装置６１，６２で扱うデータ粒度が挙げられる。

現場システム情報管理部１３０は、説明情報アクセスインターフェース１１３より要求された、現場データに関係する情報の読取り処理、書込み処理、削除処理を、現場データ説明情報保持部１３１に保持された現場データ説明情報に対して行う。
現場データ説明情報保持部１３１に保持される現場データ説明情報は、現場システム１０，２０における現場データに関する説明情報である。現場データに関する説明情報としては、例えば現場データの型情報、システム構成、現場データの粒度が含まれる。型情報、システム構成、粒度は一例であり、現場データそのものに関連して説明する情報であれば、これらのデータに限定されない。

なお、図１に示すデータ統合システム１００は、現場データや分析用データを保持する格納部は備えない構成とした。サービス装置６１，６２などの要求で、各現場システム１０、２０側から現場データを直ちに取得できる場合には、現場データなどを保持する格納部を備えない構成でも差し支えないが、必要により現場データ、分析用データ、変換途中のデータなどを保持する格納部を備えるようにしてもよい。

図２は、データ統合システム１００を構成するコンピュータ（計算機）のハードウェア構成例を示す。
図２に示すコンピュータは、バス８にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Control Processing Unit：中央処理装置）１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、およびＲＡＭ（Random Access Memory３）を備える。さらに、コンピュータは、記憶装置４、操作部５、表示部６、および通信インターフェース７を備える。

ＣＰＵ１は、本実施の形態例に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ２から読み出して実行する。
ＲＡＭ３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれる。本実施の形態例に係る各システムおよび装置における処理の実行は、主にＣＰＵ１がプログラムコードを実行することにより実現される。

表示部６は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、この表示部６によりコンピュータで実行される処理の結果が利用者に表示される。
操作部５には、例えば、キーボード、マウスなどが用いられ、利用者は操作部５を用いて所定の入力を行う。
記憶装置４には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの大容量データ記憶媒体が用いられる。記憶装置４には、各種説明情報や、このコンピュータを機能させるためのプログラムが記録される。
通信インターフェース７には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）などが用いられる。通信インターフェース７は、端子が接続されたＬＡＭ（Local Area Network）、専用線などを介して外部と各種データの送受信を行う。

［１－２．機能から見たデータ統合システムの構成］
図３は、データ統合システム１００が行う機能の概要を示す構成図である。
図３は、データ統合システム１００が処理を行う段階でのデータの状態を示している。それぞれの段階でのデータは、必ずしもデータ統合システム１００内に格納されているとは限らない。

図３に示すように、データ統合システム１００は、第１の現場システム１０から取得した現場データを第１データソース１７１とし、第２の現場システム２０から取得した現場データを第２データソース１７２とする。第１データソース１７１と第２データソース１７２は、各現場システム１０，２０で得られる現場データをそのまま纏めたものである。データ統合システム１００の構成で説明したように、必ずしもデータ統合システム１００内に、第１データソース１７１や第２データソース１７２に相当する現場データの保持部があるとは限らない。データ統合システム１００が現場データの保持部を備えない場合には、データ統合システム１００と現場システム１０，２０とのデータ伝送で、データ統合システム１００が第１データソース１７１と第２データソース１７２に相当する現場データを取得する。

第１データソース１７１と第２データソース１７２として得られる現場データは、データ統合システム１００内で、各現場システム１０，２０で固有の説明情報を、共通化された説明情報（サービス説明情報）に変換して、データレイク１８１とする。このとき、データレイク１８１として得られるデータは、各現場データを測定する時刻粒度や収集頻度などが相違する場合がある。そのような場合には、データレイク１８１としては、その相違する部分についても変換して、共通して扱えるデータとする。
このデータレイク１８１についても、データ統合システム１００内に、該当する保持部を持たせる構成としてもよいが、データレイク１８１内の保持部を省略して、仮想的にデータレイク１８１が存在するようにしてもよい。

そして、データレイク１８１として得られたデータから、それぞれのサービス装置６１，６２での分析に必要なデータが抽出されて、第１データマート１９１および第２データマート１９２とされる。第１データマート１９１は、第１サービス装置６１での分析に必要なデータ（分析用データ）を取り出したものであり、第２データマート１９２は、第２サービス装置６２での分析に必要なデータを取り出したものである。この第１データマート１９１および第２データマート１９２についても、データ統合システム１００内に該当する保持部を持たせる構成としてもよいが、データマート１９１，１９２の保持部を省略して、仮想的に各データマート１９１，１９２が存在するようにしてもよい。

第１データマート１９１としての分析用データは、第１サービス装置６１に送られ、第１サービス装置６１に用意された第１分析アプリケーションプログラムの実行で、分析処理が行われる。例えば、第１サービス装置６１では、各現場システム１０，２０の故障予兆診断が行われる。
第２データマート１９２としての分析用データは、第２サービス装置６２に送られ、第２サービス装置６２に用意された第２分析アプリケーションプログラムの実行で、分析処理が行われる。例えば、第２サービス装置６２では、各現場システム１０，２０のエネルギー消費分析が行われる。
これらの各サービス装置６１，６２で行われるサービス（分析）は一例であり、様々な分析処理に適用が可能である。

このように本実施の形態例のデータ統合システム１００を用意することで、各現場システム１０、２０から収集した現場データを、分析用として共通の体系としたデータレイク１８１が得られる。したがって、各サービス装置６１，６２は、データレイク１８１から必要なデータを取り出したデータマート１９１、１９２を使って、必要なデータ分析を行うことができる。このとき、各サービス装置６１，６２は、分析アプリケーションプログラムを実行する際に、各現場システム１０、２０の仕様差異を意識することなく、データ分析を行うことができる。また、各サービス装置６１，６２でのデータ分析結果が、各現場システム１０、２０の仕様の差異を意識しない分析結果であるため、過去に他のサービス装置でデータ選定してデータ分析した結果との比較が、容易にできるようになる。

［１－３．データテーブルの構成例］
次に、データ統合システム１００のデータ選定情報保持部１１１、サービス情報保持部１２１および現場データ説明情報保持部１３１に保持されるデータテーブルの例を、図４～図８を参照して説明する。図４～図８に示す各テーブルのデータは、例えばサービス管理装置７０からの指示で設定される。サービス管理装置７０で、各テーブルのデータを設定する管理画面の例については後述する（図１１～図１３）。

図４は、現場データ説明情報保持部１３１に保持されるテーブル（現場データ毎詳細情報管理テーブル）の構成を示す。
図４に示すように、現場データ毎詳細情報管理テーブルには、現場データ統合システム１００に接続された現場システム１０、２０のデータを識別するための、現場データ識別情報と現場データ毎の詳細情報とが格納される。現場データ識別情報の項目には、例えば第１現場システム１０で動作するセンサＡ、センサＢのように、第１現場システム１０内の各センサ１２ａ、１２ｂ・・・を識別するための情報（ＩＤ、名称など）が格納される。現場データ毎の詳細情報は、現場データのデータ特性が格納されており、例えば、時刻粒度（時間幅）、収集頻度などが挙げられる。

図５は、サービス情報保持部１２１に保持されるテーブル（サービス毎詳細情報管理テーブル）の構成を示す。
図５に示すように、サービス毎詳細情報管理テーブルには、サービス識別情報と、サービス毎の詳細情報と、データリスト参照先とが格納される。
サービス識別情報の項目には、例えば、サービス（Ａ）のためのアプリケーション（Ｘ）のように、各サービスやアプリケーションを識別するための情報（ＩＤ、名称等）が格納される。サービス毎の詳細情報の項目には、サービスが利用するためのデータ特性や要求仕様が格納されており、例えば、時刻粒度やデータ収集の頻度などが挙げられる。データリスト参照先には、後述のサービス毎データリスト管理テーブルで管理されているデータリストの識別情報への参照先が格納されている。

図６～図８は、データ選定情報保持部１１１に保持されるデータ選定情報を構成するテーブルを示す。
図６は、データ選定情報の１つである、サービス毎データリスト管理テーブルの構成を示す。
図６に示すように、サービス毎データリスト管理テーブルは、各サービス装置がサービスに必要なデータを参照するための、データリストの識別情報と、データリスト詳細とで構成される。

データリストの識別情報は、現場データ統合システムで管理するデータリストを識別するための情報であり、例えば、サービス（Ａ）で使用するアプリケーション（Ｘ）のバージョン１のデータリストのように、データリストを識別するための情報（名称、バージョン情報など）が格納されている。

データリスト詳細には、データリストに含まれるサービスデータ名と現場データ名との対応関係が格納される。ここで、サービスデータ名とは、サービス装置およびサービス管理装置から現場データを参照するための識別子である。この識別子は、データ分析者にとって分かりやすい表現とすることが可能である。現場データ名は、サービスデータ名に対応した現場システム毎のデータ名である。

図７は、データリスト毎関係管理テーブルの構成を示す。データリスト毎関係管理テーブルには、データリストの識別情報と、データの関係と、データリストの用途とが格納される。
データリストの識別情報は、図６に示すサービス毎データリスト管理テーブルのデータリストの識別情報と同じであり、データリストの識別情報には、サービス毎データリスト管理テーブルに格納されたデータリスト識別情報への参照先が格納される。

データの関係は、図８で後述するデータの関係定義テーブルに従って設定される情報である。図７では、データの関係として、「関係無し」または「未確認」を格納した例を示している。
データリストの用途には、例えば散布図描画、円描画といった、データリストの用途が格納される。
なお、図６に示すサービス毎データリスト管理テーブルと、図７に示すデータリスト毎関係管理テーブルは、１つのテーブルで構成してもよい。

図８は、データの関係定義テーブルの構成を示す。データの関係定義テーブルには、データの関係性と、その説明情報とが格納される。データの関係は、データの関係、つまり未確認、関係有、関係無のいずれかを表現する。
「未確認」は、データの関係が未確認であることを示し、「関係有」は、データ間に何らかの関係がある状態を示し、「関係無」は、データの関係がない状態であることを示す。
なお、データの関係は、関係有、関係無の２段階より多くてもよく、またデータの関係を数値で表してもよい。

［１－４．データ統合システムが行う処理］
次に、データ統合システム１００が行う処理を説明する。
図９は、現場データ統合システム１００がサービス装置６１，６２またはサービス管理装置７０からの関係取得要求を受信したときの動作を示すフローチャートである。

まず、データ統合システム１００のデータリスト管理部１１０は、データ選定情報を用いて、データ分析者が指定した用途に該当するデータリストを算出し、使用するデータリストを特定する（ステップＳ１１）。
続いて、データリスト管理部１１０は、データリスト関係取得処理を行う（ステップＳ１２）。ここでは、データリスト選定情報を用いて、データリストに含まれるデータとその関係を取得する。さらに、データリスト管理部１１０は、データリスト毎関係出力を行う（ステップＳ１３）。データリスト毎関係出力は、算出したデータリスト、データリストに含まれるサービスデータ名、および、サービスデータ名の関係の情報を出力する。

このように、取得したデータリスト毎関係に基づいて、データ統合システム１００は現場システム１０，２０から収集したデータの変換処理を行う。

図１０は、データ統合システム１００がサービス装置６１，６２からデータ要求を受信したときの動作を示すフローチャートである。
まず、サービス情報管理部１２０は、サービス装置６１，６２からのデータ要求を基に、現場システム１０、２０からデータを検索して取得するルールを作成する（ステップＳ２１）。取得する現場データリストは、データ選定情報、サービス説明情報、および現場データ説明情報を参照して決定される。

次に、クエリ実行制御部１０４が、決定したルールを用いて、現場システム１０、２０に対してクエリを実行する（ステップＳ２２）。そして、現場システムにクエリ実行した結果として、データ受信部１０６が現場データの受信処理を行う（ステップＳ２３）。
さらに、データ変換実行部１０２が、現場システムから取得したデータを、サービス説明情報や現場データ説明情報を用いて変換する処理を実行する（ステップＳ２４）。この変換処理により、現場データの説明情報が分析用データの説明情報に変換されると共に、データ粒度なども変換される。
そして、データ送信部１０８は、変換された分析用データを、サービス装置６１または６２に送信する（ステップＳ２５）。

［１－５．サービス管理装置の管理画面］
次に、サービス管理装置７０がデータ統合システム１００に対して指示を行う管理画面の例を、図１１～図１３を参照して説明する。
図１１は、サービス管理装置７０からデータを登録するための、サービス毎のルール統合管理画面の例を示す。この画面は、データ分析者によって操作される。

サービス毎のルール統合管理画面は、サービス名入力部、用途エリア、データリスト名エリア、データ名リストエリア、取得要求ルールエリア、表示ボタン、ルール登録実行ボタンを備える。
サービス名入力部は、サービス装置６１，６２が提供可能なサービス名をデータ分析者が入力するために用いられる。
用途エリアには、現場データを利用する際の用途リストが表示される。データ分析者は用途リストの表示結果から、現場データを利用する際の用途を選択することができる。
データリスト名エリアとデータ名リストエリアには、サービス毎データリスト管理テーブルに登録されている名称が表示される。

データリスト名エリアには、サービス毎データリスト管理テーブルのデータリスト名が表示される。データ分析者はデータリスト名のリストから、サービスに使用するデータリストを選択することができる。データリストが未定義の場合は、後述のデータリスト毎の関係管理画面でデータリストを登録することにより、サービス毎のルール統合管理画面に表示される。
データ名リストエリアは、データリスト名エリアからデータリスト名を選択し、表示ボタンを押すことで、サービス毎データリスト管理テーブルに登録されたサービスデータ名のリストが表示されるエリアである。
取得要求ルールエリアには、サービス毎詳細情報管理テーブルに記載されている情報が表示される。未登録の場合は、粒度、頻度欄に入力して登録実行すると、サービス毎詳細情報管理テーブルに登録される。

図１２は、サービス管理装置７０からデータリスト毎の関係を登録するための、データリスト毎の関係管理画面の例を示す。このデータリスト毎の関係管理画面は、サービス毎の管理者によって操作される。
図１２に示すように、データリスト毎の関係管理画面は、データリスト名入力部と、用途入力部と、データリストエリアと、関係定義エリアと、表示ボタンとデータリスト登録実行ボタンとを備える。

データリスト名入力部は、データリスト名を識別するための情報を入力するために用いられる。
用途入力部は、データリストの用途を入力するために用いられる。
データリストエリアは、データリスト名に対応するデータを選択するために用いられる。
関係定義エリアは、データリストの関係を選択するために用いられる。この関係定義エリアには、データの関係定義テーブルに定義された関係がボタンで表示される。

このデータリスト毎の関係管理画面上で、管理者が登録実行ボタンを押すことで、データリスト毎の関係管理画面に入力した情報がデータリスト毎の関連管理テーブルに登録される。
登録済のデータリストを表示する場合は、データリスト名入力部に登録済のデータリスト名を入力し、表示ボタンを押すと、登録済の情報が用途入力エリア、データリストエリア、関係定義エリア、および説明エリアに表示される。
登録済みのデータリストを表示した後、データリストおよび関係定義を変更して登録実行を押すと、登録済のデータが更新される。データ更新ごとにリストが管理できるよう、登録実行を押した際に、データリスト名入力部に入力した名称に、自動的にバージョン情報を付与するようにしてもよい。

図１３は、サービス管理装置７０からデータ項目の関係を確認するための、データ項目の関係選定画面の例を示す。このデータ項目の関係選定画面は、サービス毎の管理者によって操作される。
データ項目の関係選定画面は、用途エリアと、データリストエリアと、サービスデータ名エリアと、表示ボタンと、選定ボタンと、サービス名入力部とを備える。
用途リストで用途を選択して表示ボタンを押すと、用途に対応するデータリストが選択され、サービスデータ名エリアに、データの関係定義で定義した関係ごと、サービスデータ名が表示される。

図１３では、関係の区分として、関係定義テーブル（図８参照）で定義した関係有、関係無、未確認の３段階としたが、３段階より細かくしてもよいし、この関係の区分を数値で表現するようにしてもよい。例えば、より多くのデータリストで使われ、かつ関係有のデータを高い数値、関係無のデータを低い数値、未確認のデータを値なしとしてもよい。

データ項目の関係選定画面上の選定ボタンを押すと、サービス毎詳細情報管理テーブルにサービス識別情報と、データリスト参照先とが登録される。また、サービス毎データリスト管理テーブルにデータリストの識別情報と、データリスト詳細とが登録される。さらに、データリスト毎関連管理テーブルに、データリスト識別情報と、データの関係と、データリストの用途とが登録される。

このように、上述の各テーブルにデータが登録されることで、サービス毎のルール統合管理画面において、取得要求ルールを登録することにより、登録したデータリストをサービス装置６１，６２で使用することができる。
ここで、分析者はデータリストの識別情報、関係や用途を確認することで、過去のデータ選定結果であるデータリストを利用できるようになる。

［１－６．現場システムを具体的な現場に適用した例（浄水場の例）］
次に、現場システム１０、２０を具体的な現場システムに適用した一つの例として、浄水場の場合における、データ構成の例を、図１４～図１６を参照して説明する。
図１４は、浄水場が備える機器や設備の名称と、その名称の機器または設備に設置したセンサから得られる計測値の例を示す。ここでは、計測値として、取水ポンプの電流、流量、吐出圧力などが挙げられる。これらの機器または設備の名称や各計測値については、標準ＩＤが付与されている。また、現場システム１０、２０ごとに、機器または設備の名称や各計測値には、サイト固有ＩＤが付与されている。

現場システム１０、２０からデータ統合システム１００が取得した現場データには、サイト固有ＩＤが付与されている。このサイト固有ＩＤは、現場データ説明情報に相当する。そして、データ統合システム１００では、サイト固有ＩＤが、標準ＩＤとして示した、サービス説明情報に変換される。

図１５の下側は、浄水場の場合における、現場データとして得られるデータ（図３に示すデータソース）の詳細を示すデータソースコンテキストおよびスキーマコンテキストの例を示す。データソースコンテキストは、現場システムの名称（ソース名称）、データの収集周期、時間刻み、欠測値判定式などを含む。また、スキーマコンテキストは、標準ＩＤ、サイト固有ＩＤ、データ型、名称、単位、説明などを含む。

図１５の上側に示すように、これらのコンテキストを使って、現場システム１０、２０から得た現場データがデータソース１７１、１７２になり、さらに、データソース１７１、１７２のコンテキストで示される説明情報が変換されて、データレイク１８１になる。

図１６は、データマートの一覧を示す。
ここでは、水の消費分析を行うサービス、水の需要予測を行うサービス、浄水場の運用計画を立案するサービス、浄水場の故障診断を行うサービスが用意されている。各サービス装置６１，６２がどのサービスを行うのかが、サービス管理装置７０からの指示で設定される。
例えば、故障診断のサービスをサービス装置６１が行う際に必要な、データマートのコンテキストである、現場データの時間刻み、欠測値判定式と、必要な計測データの標準ＩＤ、単位が設定される。

このような設定に基づいて、変換後のデータマート（図３の第１データマート１９１、第２データマート１９２）が得られることで、浄水場の分析を行う各サービスを、サービス装置６１，６２が実行することができる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態例を、図１７～図２２を参照して説明する。
本発明の第２の実施の形態例は、第１の実施の形態例で説明したデータ統合システム１００を、別の現場システムのデータ分析を行うシステムに拡大したものである。

［２－１．システム構成例］
図１７は、本発明の第２の実施の形態例のシステム全体の構成を示す。
図１７に示すシステムは、２つのデータ統合システム、すなわち、第１データ統合システム１００ａと第２データ統合システム１００ｂとを備える。それぞれのデータ統合システム１００ａ、１００ｂの構成は、第１の実施の形態例で説明したデータ統合システム１００と同一である。

第１データ統合システム１００ａには、第１現場システム１０と第２現場システム２０がネットワークＮ１を介して接続され、第１データ統合システム１００ａが第１現場システム１０と第２現場システム２０から現場データを取得する。なお、ネットワークＮ１には、現場システム監視装置５１が接続され、各現場システム１０、２０の監視を行う。

そして、第１データ統合システム１００ａには、ネットワークＮ２を介して第１サービス装置６１およびサービス管理装置７１が接続され、第１データ統合システム１００ａで変換されたデータ（分析用データ）が、第１サービス装置６１に伝送される。ここで、サービス管理装置７１により、第１サービス装置６１のサービスで必要とされるデータなどの設定が行われる。
ここまでは第１の実施の形態例で説明した構成とほぼ同じであるが、第２の実施の形態例においては、第２データ統合システム１００ｂと、サービス情報移行装置２００とを備える。
サービス情報移行装置２００は、第１データ統合システム１００ａに既に構築済みのデータを、第２データ統合システム１００ｂに移行する処理を行う。

第２データ統合システム１００ｂには、第３現場システム３０がネットワークＮ４を介して接続され、第２データ統合システム１００ｂが第３現場システム３０から現場データを取得する。なお、ネットワークＮ４には、現場システム監視装置５２が接続され、現場システム３０の監視を行う。

そして、第２データ統合システム１００ｂには、ネットワークＮ５を介して第２サービス装置６２およびサービス管理装置７２が接続され、第２データ統合システム１００ｂで変換されたデータ（分析用データ）が、第２サービス装置６２に伝送される。ここで、サービス管理装置７２により、第２サービス装置６２のサービスで必要とされるデータなどの設定が行われる。但し、サービス管理装置７２で行われる設定は、サービス情報移行装置２００を使って移行されたデータの修正のみでよい。

サービス情報移行装置２００は、通信インターフェース２０１と、データ抽出操作部２０２と、抽出データ保存部２０３と、データ取り込み操作部２０４とを備える。
通信インターフェース２０１は、各データ統合システム１００ａ、１００ｂと通信を行う。
データ抽出操作部２０２は、第１データ統合システム１００ａのデータ選定情報およびサービス説明情報を抽出する処理を行う。
抽出データ保存部２０３には、データ抽出操作部２０２により抽出されたデータ選定情報およびサービス説明情報が保存される。
データ取り込み操作部２０４は、抽出データ保存部２０３が保存したデータ選定情報およびサービス説明情報を、第２データ統合システム１００ｂに送り、第２データ統合システム１００ｂ側に登録させる。

［２－２．データ移行処理］
次に、サービス情報移行装置２００からの指示に基づいて行われるデータ移行処理を、図１８および図１９を参照して説明する。
図１８は、サービス情報移行装置２００のデータ抽出操作部２０２から、第１データ統合システム１００ａがデータ抽出要求を受けた際の動作を示すフローチャートである。
まず、第１データ統合システム１００ａでは、指示を受けたサービスデータ名の特定処理を行う（ステップＳ３１）。ここでは、抽出するデータリスト名とそのサービスデータ名をデータリスト選定情報から得る。

次に、データ抽出操作部２０２からの指示に基づいて、第１データ統合システム１００ａからデータリスト毎関係情報取得を行う（ステップＳ３２）。ここでは、データリスト選定情報から、データ間の関係を抽出する。
そして、第１データ統合システム１００ａは、抽出結果の出力処理を行う（ステップＳ３３）。ここでは、抽出したサービスデータ名、データリスト、データ間の関係を出力し、出力された情報をサービス情報移行装置２００が取得する。

図１９は、サービス情報移行装置２００から、第２データ統合システム１００ｂが関係データ取り込み要求を受けた際の動作を示すフローチャートである。
まず、第２データ統合システム１００ｂでは、データ取り込み操作部２０４からの指示により、サービスデータ情報の登録処理を行う（ステップＳ４１）。ここでは、各サービスデータの説明情報を、サービス説明情報として登録する。そして、第２データ統合システム１００ｂは、データリスト登録処理を行う（ステップＳ４２）。ここでは、データリスト名とデータリストに含まれるデータの関係を、データリスト選定情報に登録する。
さらに、第２データ統合システム１００ｂは、サービスデータ関係登録処理を行う（ステップＳ４３）。ここでは、サービスリストごとの関係を、データリスト選定情報に登録する。

［２－３．データ移行時の操作画面］
図２０は、データ抽出操作部２０２での操作で、サービス情報移行装置２００が備える表示部（不図示）に表示される抽出データ選択画面を示す。
図２０に示すように、抽出データ選択画面は、用途エリアと、データリスト名エリアと、サービスデータ名エリアと、抽出データの表示エリアと、抽出データ確認ボタンと、サービス抽出ボタンとを備える。
用途エリアは、抽出するデータの用途を選択するエリアであり、抽出する用途を選択するために用いられる。
データリスト名エリアは、抽出するデータのデータリスト名を選択するエリアであり、抽出するデータリストを選択するために用いられる。
サービスデータ名のエリアは、データの関係定義で定義した関係ごとに、サービスデータ名を表示するエリアである。

移行作業を行う操作者が、抽出データ選択画面上の抽出データ確認ボタンを押すと、抽出データ表示エリアに、抽出するデータの一覧が画面上に表示される。
また、移行作業を行う操作者が、サービス抽出ボタンを押すと、選択したデータの用途、データリスト、サービスデータ名、データの関係が出力され、サービス情報移行装置２００に出力されたデータが保存される。

図２１は、データ取り込み操作部２０４での操作で、サービス情報移行装置２００が備える表示部に表示されるデータ取り込み画面を示す。
図２１に示すように、データ取り込み画面は、抽出データファイル指定部と、データ確定ボタンと、取り込みデータ表示部と、取り込みデータ表示エリアとを備える。
抽出データファイル指定部は、抽出データ選択画面で出力した抽出データのファイル名を指定するために用いられる。取り込み先指定部は、取り込み先のデータ統合システム（ここでは第２データ統合システム１００ｂ）を指定するために用いられる。移行作業を行う操作者が、データ確定ボタンを押すと、読み込んだ抽出データを、データ統合システム１００ｂに取り込まれる。

取り込みデータ表示部には、第２データ統合システム１００ｂが取り込んだデータ一覧が表示される。データ取り込み後は、サービス毎データリスト管理テーブルに現場データを登録することで、第２データ統合システム１００ｂに接続された第２サービス装置６２で、サービスを利用可能となる。

このように、サービス情報移行装置２００を備えることで、既に存在するシステム（第１データ統合システム１００ａ）に設定されたデータを、別のシステム（第２データ統合システム１００ｂ）に移行することができる。すなわち、新しいサービス装置を追加し新しいサービスを提供する際、過去のサービス装置のデータ選定情報を活用できるようになる。
したがって、第１サービス装置６１で既に実行しているサービスと同様のサービスを、別のシステムに対して第２サービス装置６２が行う際に、改めてデータ選定などを行う必要がなく、低コストで簡単にデータ統合システムの移行や規模の変更を行うことができる。

［２－４．浄水場に適用した場合のデータ移行状態］
図２２は、本発明の第２の実施の形態例のデータ移行処理を、浄水場に適用した具体例を示す。
ここでは、第１データ統合システム１００ａは、図２２の左側に示すように、１つの浄水場Ａの現場データを変換して、サービス装置６１に送るものとする。一方、第２データ統合システム１００ｂは、図２２の右側に示すように、３つの浄水場Ａ、Ｂ、Ｃの現場データを変換して、サービス装置６２に送るものとする。

ここで、既に第１の実施の形態例の図１５などで説明したように、第１データ統合システム１００ａは、浄水場Ａについての現場データ説明情報と、その現場データ説明情報を標準化したサービス説明情報とを持つ。具体的には、浄水場Ａが備える設備や機器（取水ポンプなど）に取り付けられたセンサの計測値（電流、流量、吐出圧力）についての、現場ＩＤと標準ＩＤとを持ち、サービス装置６１に変換されたデータが供給される。

この第１データ統合システム１００ａで設定された各情報が、図２２の右側に示すように、第２データ統合システム１００ｂに取り込まれ、これらの情報は、３つの浄水場Ａ、Ｂ、Ｃについての情報を変換するために使用される。
なお、図２２に示す構成では、データ分析を行う現場システム（浄水場）の規模が拡大した場合の例を示した。これに対して、第１データ統合システム１００ａが扱う現場システムと、第２データ統合システム１００ｂが扱う現場システムが、全く異なるデータ体系を有する場合にも、サービス情報移行装置２００を使ってデータ移行を行うようにしてもよい。この場合に必要な移行データの修正については、例えばサービス管理装置７２からの指示で行う。

＜３．変形例＞
なお、上述した各実施の形態例では、データリストをデータ統合システム１００（１００ａ，１００ｂ）が持つようにしたが、それぞれのサービス装置６１，６２が、データリストを持つようにしてもよい。この場合、データ統合システム１００では、各サービス装置６１，６２がサービスを実行する際に、各サービス装置６１，６２からデータリストを取得して、対応した変換処理を実行する。

また、現場データ説明情報とサービス説明情報との対応などを示すデータリストは、各サービス装置６１，６２が持つ分析アプリケーションプログラムから、分析に必要な分析用データや、分析時のルールに基づいて、自動的に生成するようにしてもよい。
このデータリストの自動生成は、サービス装置６１，６２が行ってもよいが、データ統合システム１００が、サービス装置６１，６２から分析アプリケーションプログラムを取得して生成するようにしてもよい。

また、データ統合システム１００が保持するデータ選定情報と、サービス説明情報は、図１に示すデータ統合システム１００では、それぞれ別のデータ保持部１１１、１２１に保持されるようにしたが、これらの情報は１つのデータ保持部で一括して管理するようにしてもよい。

また本発明は、上述した実施形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、図１や図１７に示すブロック図では、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものだけを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。

実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。さらに、各実施の形態例で適用例として浄水場としたのも一例であり、本発明は、その他の各種プラントや制御システムなどの現場データが得られる様々なシステムに適用が可能である。
図１や図１７に示す各処理部については、ソフトウェアで実現する場合の他、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによってハードウェアで実現してもよい。

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…記憶装置、５…操作部、６…表示部、７…通信インターフェース、８…バス、１０…第１現場システム、１１…現場データ格納部、１２ａ，１２ｂ…センサ、１３…通信インターフェース、２０…第２現場システム、２１…現場データ格納部、２２ａ，２２ｂ…センサ、２３…通信インターフェース、５０，５１，５２…現場システム監視装置、６１…第１サービス装置、６２…第２サービス装置、７０，７１，７２…サービス管理装置、１００，１００ａ，１００ｂ…データ統合システム、１０１…データアクセスインターフェース、１０２…データ変換実行部、１０３…判定部、１０４…クエリ実行制御部、１０５…クエリ生成部、１０６…データ受信部、１０７…通信インターフェース、１０８…データ送信部、１１０…データリスト管理部、１１１…データ選定情報保持部、１１２…データ選定インターフェース、１１３…説明情報アクセスインターフェース、１２０…サービス情報管理部、１２１…サービス説明情報保持部、１３０…現場システム情報管理部、１３１…現場データ説明情報保持部、１７１…第１データソース、１７２…第２データソース、１８１…データレイク、１９１…第１データマート、１９２…第２データマート、２００…サービス情報移行装置、２０１…通信インターフェース、２０２…データ抽出操作部、２０３…抽出データ保存部、２０４…デジタル取り込み操作部、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３…ネットワーク

Claims (5)

1. １つまたは複数の現場システムから現場データを収集し、収集した現場データを分析するサービス装置に送るデータ統合システムにおいて、
   前記サービス装置が前記分析を実行する上で必要な分析用データについてのデータリストを持つデータ選定情報保持部と、
   前記現場システムから現場データを取得するデータ受信部と、
   前記データ選定情報保持部が持つ前記データリストに基づいて、前記データ受信部が取得した現場データから前記分析に必要な現場データを選択して前記分析用データを得ると共に、前記データ受信部が取得した現場データを説明する現場データ説明情報を、前記サービス装置が必要なサービス説明情報に変換する変換実行部と、
   前記変換実行部が変換したサービス説明情報が付加された前記分析用データを、前記サービス装置に送るデータ送信部と、
   前記現場データ説明情報を保持する現場データ説明情報保持部と、
   前記サービス説明情報を保持するサービス説明情報保持部と、を備え、
   前記データ選定情報保持部は、前記サービス装置が実行する分析アプリケーションごとに、現場データとサービス説明情報との対応を前記データリストに含ませ、
   前記現場データ説明情報保持部は、前記現場システムで取得する前記現場データの時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、
   前記サービス説明情報保持部は、前記分析用データとして必要な時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、
   前記変換実行部は、前記データ選定情報保持部からの指示で、前記現場データの時刻粒度または収集頻度を変換して、前記分析用データとする
   データ統合システム。
2. 前記データ選定情報保持部が持つデータリストは、前記サービス装置または前記サービス装置を管理する管理装置からの指示により登録する
   請求項１に記載のデータ統合システム。
3. さらに、前記データ選定情報保持部が持つデータリストを抽出して、別のデータ管理システムに移行させるサービス情報移行装置を備える
   請求項１に記載のデータ統合システム。
4. さらに、前記データ選定情報保持部が保持するデータリストを管理するデータリスト管理部を備え、
   前記データリスト管理部は、予め設定されたルールに基づいて、分析アプリケーションから前記データリストを自動的に生成する
   請求項１に記載のデータ統合システム。
5. １つまたは複数の現場システムから現場データを収集し、収集した前記現場データを分析するサービス装置に送る処理をコンピュータに実行させるデータ統合方法において、
   前記コンピュータが、前記サービス装置が前記分析を実行する上で必要な分析用データについてのデータリストを保持するデータ選定情報保持処理と、
   前記コンピュータが、前記現場システムから現場データを取得する受信処理と、
   前記コンピュータが、前記データリストに基づいて、前記受信処理で取得した現場データから前記分析に必要な現場データを選択して前記分析用データを得ると共に、前記受信処理で取得した現場データを説明する現場データ説明情報を、前記サービス装置が必要なサービス説明情報に変換する変換処理と、
   前記コンピュータが、前記変換処理で変換したサービス説明情報が付加された前記分析用データを、前記サービス装置に送る送信処理と、
   前記コンピュータが、前記現場データ説明情報を保持する現場データ説明情報保持処理と、
   前記コンピュータが、前記サービス説明情報を保持するサービス説明情報保持処理と、を含み、
   前記コンピュータが行う前記データ選定情報保持処理では、前記サービス装置が実行する分析アプリケーションごとに、現場データとサービス説明情報との対応を前記データリストに含ませ、
   前記コンピュータが行う前記現場データ説明情報保持処理では、前記現場システムで取得する前記現場データの時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、
   前記コンピュータが行う前記サービス説明情報保持処理では、前記分析用データとして必要な時刻粒度または収集頻度の情報を持ち、
   前記コンピュータが行う前記変換処理では、前記データ選定情報保持処理で保持された前記現場データ説明情報に基づいた指示で、前記現場データの時刻粒度または収集頻度を変換して、前記分析用データとする
   データ統合方法。

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