JP7016195B1 - プログラム、方法、情報処理装置、システム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係るセンサ装置は、それぞれが別々の項目を測定する複数のセンサを有する構成において、いずれかのセンサに異常が発生した場合、現在の測定データと、過去の測定データとに基づいて、異常が発生したセンサを推定する。センサ装置は、異常が発生したと推定したセンサによる測定値を修正する。
図1は、システム1の全体構成の例を示すブロック図である。図1に示すシステム1は、例えば、水処理施設で測定された測定データを管理する。システム1は、例えば、センサ装置10、サーバ20、及び端末装置30を含む。センサ装置10、サーバ20、及び端末装置30は、例えば、ネットワーク80を介して通信接続する。
・処理器の稼働状況を検知するデバイス
・水の使用量を測定するデバイス
・汚染物質の排出量を測定するデバイス
・水の再利用量を測定するデバイス
・処理器での使用電力を検知するデバイス
図2は、図1に示すセンサ装置10を正面から見た外観を表す模式図である。図3は、図1に示すセンサ装置10の斜視図を表す模式図である。図4は、図2及び図3に示すセンサ装置10のセンサプローブに関する部材を表す模式図である。図5は、図2及び図3に示すセンサ装置10の配管系統図である。図6は、図2及び図3に示すセンサ装置10の機能構成を表すブロック図である。
(1)アルカリ度、イオン濃度、硬度
(2)色度、粘度、溶存酸素
(3)臭気、アンモニア態窒素・硝酸態窒素・亜硝酸態窒素・全窒素・全リン・全有機炭素・全無機炭素・全トリハロメタン
(4)微生物センサの検知結果、化学的酸素要求量、生物学的酸素要求量
(5)シアン、水銀、油分、界面活性剤
(6)光学センサの検知結果、TDS(Total Dissolved Solids)センサの検知結果
(7)質量分析結果、微粒子、ゼータ電位、表面電位
本実施形態において、校正に関する情報は、例えば、数値を算出する際に基準となる値、数値を算出する際の補正値等を含む。
校正部194は、例えば、センサ装置10での測定によって得られた情報に基づき、校正が必要な状態か否かを判断してもよい。校正部194は、例えば、時間の経過に伴い、他のセンサと異なる傾向で測定値が変化しているセンサがある場合、そのセンサについて校正が必要であると判断する。校正部194は、所定の期間が経過すると、校正が必要な状態であると判断してもよい。校正部194は、校正が必要であると判断すると、校正処理を自動で実施する。
センサ111~115、117、118の構成について説明する。以下では、pHセンサ113の構成を例に説明するが、他のセンサも、測定機構と基板とを有しており、pHセンサ113と同様の構成となっている。
図8は、サーバ20の機能的な構成の例を示す図である。図8に示すように、サーバ20は、通信部201と、記憶部202と、制御部203としての機能を発揮する。
・原水水質
・建設エリア
・プラント種別
・設けられている処理器、処理内容
・処理器の稼働状況
・水の使用量
・汚染物質の排出量
・水の再利用量
・使用薬品
・環境情報(天気、気温、湿度、風速、気圧、ちり)
・各種センサからの測定データ
・建設エリア
・プラント種別
・設けられる処理器、処理内容
・水処理施設の配管構造
・設置する処理器の位置、数
・単位処理水量
・使用薬剤
・センシングするべき新たな項目の提案
・センシングするべき新たな位置の提案
・運用制御の提案
・センシングするべき新たな項目の提案
・センシングするべき新たな位置の提案
・運用制御の提案
・処理器を動作させるために駆動している機器(ポンプ、ブロワ、タービン等)の停止
・処理器を動作させるために駆動している機器の少数化
・処理器を動作させるために駆動している機器の出力低減
提案された対策に係る機器が、サーバ20から直接制御可能である場合、対策が当該機器に自動的に適用されてもよい。
図9~図14は、サーバ20が記憶するテーブルのデータ構造を示す図である。なお、図9~図14は一例であり、記載されていないデータを除外するものではない。また、同一のテーブルに記載されるデータであっても、記憶部202において離れた記憶領域に記憶されていることもあり得る。
システム1に設けられるセンサ装置10及びサーバ20の動作について説明する。
まず、センサ装置10のユーザは、運転の準備をする。具体的には、ユーザは、センサ装置10の配線、配管に間違いがないかを確認する。ユーザは、制御ボックス1112に設けられたブレーカースイッチをオンにする。ユーザは、エア抜き弁1115が閉まっていることを確認する。ユーザは、バルブ119、1110を開き、試料水をセンサ装置10内に導入する。これにより、バルブ119から試料水が供給され、フローセル1111、シェル1171が試料水で満たされる。
図15は、図1に示すセンサ装置10がサーバ20から校正に関する情報を取得する動作の例を説明する図である。
図15についての説明では、センサ装置10の起動時における動作を説明した。サーバ20から校正に関する情報を取得する動作は、センサ装置10の起動時に実施されることに限定されない。第1送受信部192は、センサの交換時に校正に関する情報を取得してもよい。
校正処理は、センサ装置10で実施されてもよい。
・所定の周期
・所定の時刻
・校正処理が完了したとき
・情報を記憶したとき
センサ装置10は、センサ111~118を用い、試料水の水質を測定する。具体的には、例えば、フローセル1111の測定口に挿入されたセンサ111~115、118、及びシェル1171に挿入されたTURセンサ117を用い、試料水の水質を測定する。
・所定の周期
・情報を取得したとき
・情報を記憶したとき
図18は、図6に示すセンサ装置10の動作の例を表すフローチャートである。
・所定の周期
・情報を取得したとき
・情報を記憶したとき
サーバ20は、センサ装置10で測定されたデータ等を蓄積し、蓄積するデータを活用したサービスを提供する。
図19は、図8に示すサーバ20の動作の例を表すフローチャートである。
図23は、図8に示すサーバ20の動作の例を表すフローチャートである。
図25は、図8に示すサーバ20の動作の例を表すフローチャートである。
・水処理施設の所定位置における測定データ
・処理器の稼働状況
・水の使用量
・汚染物質の排出量
・水の再利用量
・運用コスト
(サーバ20でのデータ活用:校正処理)
図27は、図8に示すサーバ20の動作の例を表すフローチャートである。
上記実施形態に係る例では、センサ装置10は、タッチパネル1119を有する場合を説明している。しかしながら、センサ装置10は、タッチパネル1119を有さなくてもよい。制御部190は、第1送受信部192により、制御部190での処理に係る情報をユーザが操作する端末装置30へ送信してもよい。端末装置30は、センサ装置10から送信された情報を端末装置30のディスプレイに表示する。また、センサ装置10は、第1送受信部192により、ユーザからの操作を、端末装置30を介して受信してもよい。
図28は、コンピュータ90の基本的なハードウェア構成を示すブロック図である。コンピュータ90は、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、通信IF99(インタフェース、Interface)を少なくとも備える。これらはバスにより相互に電気的に接続される。
ネットワークは、インターネット、LAN、無線基地局等によって構築される各種移動通信システム等で構成される。例えば、ネットワークには、3G、4G、5G移動通信システム、LTE(Long Term Evolution)、所定のアクセスポイントによってインターネットに接続可能な無線ネットワーク(例えばWi-Fi(登録商標))等が含まれる。無線で接続する場合、通信プロトコルとして例えば、Z-Wave(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等が含まれる。有線で接続する場合は、ネットワークには、USB(Universal Serial Bus)ケーブル等により直接接続するものも含む。
図28に示すコンピュータ90の基本ハードウェア構成により実現されるコンピュータの機能構成を説明する。コンピュータは、制御部、記憶部、通信部の機能ユニットを少なくとも備える。
通常、各テーブルにはレコードを一意に特定するためのキーとなるカラムが設定されるが、カラムへのキーの設定は必須ではない。制御部は、各種プログラムに従ってプロセッサ91に、記憶部に記憶された特定のテーブルにレコードを追加、削除、更新を実行させることができる。
以上の各実施形態で説明した事項を以下に付記する。
プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行させるためのプログラムであって、プログラムは、プロセッサに、それぞれが別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップとを実行させるプログラム。
(付記2)
推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかが故障しているか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定し、修正するステップにおいて、故障していると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて補完する、(付記1)に記載のプログラム。
(付記3)
推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかに校正時からのずれが生じているか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定し、修正するステップにおいて、校正時からのずれが生じていると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて補正する、(付記1)又は(付記2)に記載のプログラム。
(付記4)
同じ水源の水を測定する他のセンサ装置で測定された複数項目の測定データを取得するステップを、プロセッサに実行させ、推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、他のセンサ装置から取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データと、他のセンサ装置から過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定する、(付記1)乃至(付記3)のいずれかに記載のプログラム。
(付記5)
修正するステップにおいて、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、他のセンサ装置から取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データと、他のセンサ装置から過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正する、(付記4)に記載のプログラム。
(付記6)
推定するステップにおいて、過去に取得された複数項目の測定データを入力データ、当該測定データに基づく異常発生の判断を正解出力データとして学習された学習済みモデルに、取得した複数項目の測定データを入力することで、異常発生の有無を推定する、(付記1)乃至(付記5)のいずれかに記載のプログラム。
(付記7)
プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行される方法であって、プロセッサが、それぞれが別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップとを実行する方法。
(付記8)
制御部と、記憶部とを備える情報処理装置であって、制御部が、それぞれが別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップとを実行する情報処理装置。
(付記9)
それぞれが別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得する手段と、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定する手段と、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正する手段とを実行するシステム。
10…センサ装置
11…筐体
11a…配管接続穴
11b…配管接続穴
11c…配管接続穴
11d…吸気口
11e…排気口
111…ECセンサ
112…FCLセンサ
113…pHセンサ
1131…pH電極
1132…基板
11321…CPU
11322…メモリ
113221…学習済みモデル
11323…増幅器
11324…変換器
11325…入出力IF
11326…通信部
114…ORPセンサ
115…NO3センサ
115a…把持部
115b…鍔部
115c…測定部
116…FLOWセンサ
117…TURセンサ
1171…シェル
118…TEMPセンサ
119…バルブ
1110…バルブ
1111…フローセル
11111~11113…測定口
11112a…筒部
11112b…筒部
11113b…筒部
11113c…孔
11114…送水路
11115…エア抜き路
1112…制御ボックス
1113…端子台
1114…端子台
1115…エア抜き弁
11151…差込口
1116…排水弁
1117…流量調整弁
1118…エアフィルター
1119…タッチパネル
11191…タッチ・センシティブ・デバイス
11192…ディスプレイ
1120~1122…継手
12…蓋
120…通信部
131…タッチ・センシティブ・デバイス
141…ディスプレイ
180…記憶部
181…校正情報
182…測定情報
183…センサ測定情報
184…測定情報
185…学習済みモデル
190…制御部
191…操作受付部
192…第1送受信部
193…第2送受信部
194…校正部
195…算出部
196…推定部
197…補正部
198…補完部
199…提示制御部
20…サーバ
201…通信部
202…記憶部
2021…プラントテーブル
2022…設置テーブル
2023…プラント環境テーブル
2024…測定テーブル
2025…校正テーブル
2026…モデルテーブル
2027…第1学習済みモデル
2028…第2学習済みモデル
203…制御部
2031…受信制御モジュール
2032…送信制御モジュール
2033…記憶制御モジュール
2034…分析モジュール
2035…シミュレーションモジュール
2036…校正設定モジュール
2037…提案モジュール
2038…学習モジュール
2039…提示モジュール
30…端末装置
80…ネットワーク
90…コンピュータ
91…プロセッサ
92…記憶装置
93…補助記憶装置
99…通信IF
Claims (10)
- プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムは、前記プロセッサに、
それぞれが水に関する別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、
複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、
異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップと
を実行させるプログラム。 - 前記推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかが故障しているか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定し、
前記修正するステップにおいて、故障していると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて補完する、請求項1記載のプログラム。 - 前記推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかに校正時からのずれが生じているか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定し、
前記修正するステップにおいて、校正時からのずれが生じていると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて補正する、請求項1又は2に記載のプログラム。 - 前記取得するステップにおいて、前記複数のセンサで測定される水は、同一の場所で取水された水である請求項1乃至3のいずれかに記載のプログラム。
- 同じ水源の水を測定する他のセンサ装置で測定された複数項目の測定データを取得するステップを、前記プロセッサに実行させ、
前記推定するステップにおいて、複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、前記他のセンサ装置から取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データと、前記他のセンサ装置から過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定する、請求項1乃至4のいずれかに記載のプログラム。 - 前記修正するステップにおいて、異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、前記他のセンサ装置から取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データと、前記他のセンサ装置から過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正する、請求項5記載のプログラム。
- 前記推定するステップにおいて、過去に取得された複数項目の測定データを入力データ、当該測定データに基づく異常発生の判断を正解出力データとして学習された学習済みモデルに、前記取得した複数項目の測定データを入力することで、異常発生の有無を推定する、請求項1乃至6のいずれかに記載のプログラム。
- プロセッサと、メモリとを備えるコンピュータに実行される方法であって、前記プロセッサが、
それぞれが水に関する別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、
複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、
異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップと
を実行する方法。 - 制御部と、記憶部とを備える情報処理装置であって、前記制御部が、
それぞれが水に関する別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得するステップと、
複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定するステップと、
異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正するステップと
を実行する情報処理装置。 - それぞれが水に関する別々の項目を測定する複数のセンサから、測定データを取得する手段と、
複数のセンサのいずれかに異常があるか否かを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて推定する手段と、
異常があると推定したセンサにより測定された測定データを、取得した複数項目の測定データと、過去に取得した複数項目の測定データとに基づいて修正する手段と
を実行するシステム。
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