JP7099487B2 - データ管理システム、データ管理方法、および、データ管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、データ管理システム、データ管理方法、および、データ管理プログラムに関する。

特許文献１には、「記憶された監視データの中で古くなった監視データをフルレートの１／２で記憶する」と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００６－１１５４１２

本発明の第１の態様においては、データ管理システムを提供する。データ管理システムは、測定対象を測定した測定データを取得するデータ取得部を備えてよい。データ管理システムは、取得した測定データを記録するデータ記録部を備えてよい。データ管理システムは、記録した測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させるデータ量低減部を備えてよい。データ管理システムは、データ量が低減された測定データをデータ圧縮するデータ圧縮部を備えてよい。

データ圧縮部は、データ量が低減された測定データを可逆的に圧縮してよい。

データ管理システムは、記録した測定データのデータ量を低減させる前に、記録した測定データを伸張するデータ伸張部を更に備えてよい。

データ量低減部は、記録した測定データのサンプル数を低減させてよい。

データ量低減部は、記録した測定データのビット幅を低減させてよい。

データ量低減部は、予め定められた時間が経過したことに応じて、測定データのデータ量を低減させてよい。

予め定められた時間は、測定データが記録されてからの経過時間であってよい。

予め定められた時間は、測定データが最後にアクセスされてからの経過時間であってよい。

予め定められた時間は、測定データごとに異なる値に設定可能であってよい。

データ管理システムは、データ圧縮された後における測定データを他のシステムまたは装置へ送信するデータ送信部を更に備えてよい。

本発明の第２の態様においては、データ管理方法を提供する。データ管理方法は、測定対象を測定した測定データを取得することを備えてよい。データ管理方法は、取得した測定データを記録することを備えてよい。データ管理方法は、記録した測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させることを備えてよい。データ管理方法は、データ量が低減された測定データをデータ圧縮することを備えてよい。

本発明の第３の態様においては、データ管理プログラムを提供する。データ管理プログラムは、コンピュータにより実行されてよい。データ管理プログラムは、コンピュータを、測定対象を測定した測定データを取得するデータ取得部として機能させてよい。データ管理プログラムは、コンピュータを、取得した測定データを記録するデータ記録部として機能させてよい。データ管理プログラムは、コンピュータを、記録した測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させるデータ量低減部として機能させてよい。データ管理プログラムは、コンピュータを、データ量が低減された測定データをデータ圧縮するデータ圧縮部として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るデータ管理システム１００のブロック図の一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００が取得する測定データの一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００が測定データのデータ量を低減してデータ圧縮するフローの一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＡからの測定データの一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＢからの測定データの一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＣからの測定データの一例を示す。 本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＤからの測定データの一例を示す。 本実施形態の変形例に係るデータ管理システム１００のブロック図の一例を示す。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るデータ管理システム１００のブロック図の一例を示す。本実施形態に係るデータ管理システム１００は、測定対象を測定した測定データを取得して記録する。そして、データ管理システム１００は、記録した測定データの一部を削除してデータ量を低減させた後、測定データをデータ圧縮する。

本実施形態においては、データ管理システム１００が、プラントに設けられた複数のセンサから取得した測定データを管理対象とする場合について一例として示す。しかしながら、これに限定されるものではない。データ管理システム１００は、プラントとは異なる如何なる場所に設けられた１または複数のセンサからのデータを管理対象としてもよい。

データ管理システム１００は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、ワークステーション、サーバコンピュータ、または汎用コンピュータ等のコンピュータであってよく、複数のコンピュータが接続されたコンピュータシステムであってもよい。このようなコンピュータシステムもまた広義のコンピュータである。また、データ管理システム１００は、コンピュータ内で１または複数実行可能な仮想コンピュータ環境によって実装されてもよい。これに代えて、データ管理システム１００は、データの管理用に設計された専用コンピュータであってもよく、専用回路によって実現された専用ハードウェアであってもよい。また、データ管理システム１００がインターネットに接続可能な場合、データ管理システム１００は、クラウドコンピューティングにより実現されてもよい。

データ管理システム１００は、データ取得部１１０、データ圧縮部１２０、データ記録部１３０、データ伸張部１４０、および、データ量低減部１５０を備える。なお、これらブロックは、それぞれ機能的に分離された機能ブロックであって、実際のデバイス構成とは必ずしも一致していなくてもよい。すなわち、本図において、１つのブロックとして示されているからといって、それが必ずしも１つのデバイスにより構成されていなくてもよい。また、本図において、別々のブロックとして示されているからといって、それらが必ずしも別々のデバイスにより構成されていなくてもよい。

データ取得部１１０は、測定対象を測定した測定データを取得する。一例として、データ取得部１１０は、通信部であってよく、例えば、通信ネットワークを介して、複数のセンサのそれぞれから測定対象を測定した測定データを時系列に取得する。

このような通信ネットワークは、複数のコンピュータを接続するネットワークであってよい。例えば、通信ネットワークは、複数のコンピュータネットワークを相互接続したグローバルなネットワークであってよく、一例として、通信ネットワークは、インターネット・プロトコルを使用したインターネット等であってよい。これに代えて、通信ネットワークは、専用回線により実現されていてもよい。すなわち、データ取得部１１０は、携帯電話、スマートフォン、第４世代（４Ｇ）端末、および、第５世代（５Ｇ）端末等との間で直接的に、または、間接的にやり取りし、測定データを取得することもできる。

なお、上述の説明では、データ取得部１１０が通信ネットワークを介して複数のセンサのそれぞれから測定データを取得する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。データ取得部１１０は、例えば、ユーザ入力や各種メモリデバイス等、通信ネットワークとは異なる他の手段を介して複数のセンサのそれぞれから測定データを取得してもよい。

ここで、このような複数のセンサは、測定対象を測定した測定データを取得可能である。複数のセンサは、例えば、ＯＴ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）領域に設置されているセンサ（例えば、プロセス制御（測定）用センサ）やＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）センサであってよく、一例として、プラントに設けられた１または複数のフィールド機器と接続、または、一体に構成された産業用（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ）センサであってよい。

ここで、このようなプラントは、例えば、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、および、上下水やダム等を管理制御するプラント等であってよい。

また、このようなプラントに設けられたフィールド機器は、例えば、圧力計、流量計、温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、および、各機器の位置情報を出力する位置検出機器等であってよい。

したがって、データ取得部１１０は、測定データとして、例えば、温度、圧力、流量、加速度、磁界、位置、カメラ映像、スイッチのオン／オフデータ、音、および、これらの組み合わせ等、センサ自身によって測定された測定データやフィールド機器の内部で測定された測定データを、複数のフィールド機器等のそれぞれから取得してよい。また、データ取得部１１０は、これらのデータを基に数式を用いて生成された値を測定データとして取得してもよい。データ取得部１１０は、複数のセンサのそれぞれから取得した測定データを、データ圧縮部１２０へ供給する。なお、上述の説明では、データ取得部１１０が、取得した測定データをデータ圧縮部１２０へ供給する場合を一例として示したが、これに限定されるものではない。データ取得部１１０は、取得した測定データをデータ記録部１３０へ供給してもよい。

データ圧縮部１２０は、データ取得部１１０から供給された測定データをデータ圧縮する。また、データ圧縮部１２０は、後述するように、データ量低減部１５０から供給されたデータ量が低減された測定データをデータ圧縮する。この際、データ圧縮部１２０は、データ量が低減された測定データを可逆的に圧縮（可逆圧縮）してよい。

ここで、可逆圧縮とは、圧縮前のデータと、圧縮・伸張（「展開」や「解凍」ともいう）の処理を経たデータとが完全に等しくなるデータ圧縮方法である。可逆圧縮は、圧縮前の入力データが完全に復元されるため、ロスレス圧縮とも呼ばれる。このような可逆圧縮のアルゴリズムとしては、例えば、連長圧縮（ＲＬＥ：Ｒｕｎ Ｌｅｎｇｔｈ Ｅｎｃｏｒｄｉｎｇ）が挙げられる。連長圧縮は、ある連続したデータを、そのデータ一つ分と連続した長さで表現することでデータを圧縮するアルゴリズムである。これより先、データ圧縮部１２０が圧縮アルゴリズムとして連長圧縮を用いる場合を一例として説明するが、これに限定されるものではない。データ圧縮部１２０は、例えば、ハフマン符号、および、ＬＺＷ（Ｌｅｍｐｅｌ－Ｚｉｖ－Ｗｅｌｃｈ）等、連長圧縮とは異なる他の圧縮アルゴリズムを用いてもよい。データ圧縮部１２０は、データ圧縮した測定データを、データ記録部１３０へ供給する。

データ記録部１３０は、測定データを記録する。一例として、データ記録部１３０は、データ圧縮部１２０から供給されたデータ圧縮後の測定データを、センサ毎に記録してよい。これに代えて、または、加えて、データ記録部１３０は、データ取得部１１０が取得したままの生の測定データを、センサ毎に記録してもよい。

データ伸張部１４０は、記録した測定データのデータ量を低減させる前に、記録した測定データを伸張する。一例として、データ伸張部１４０は、データ圧縮部１２０により可逆的に圧縮された測定データを、予め定められたタイミングでデータ記録部１３０から読み出す。そして、データ伸張部１４０は、データ圧縮部１２０が用いた圧縮アルゴリズムに応じて、当該可逆的に圧縮された測定データを伸張する。すなわち、データ伸張部１４０は、データ圧縮部１２０によってデータ圧縮される前の測定データを復元する。データ伸張部１４０は、伸張した測定データをデータ量低減部１５０へ供給する。

データ量低減部１５０は、記録した測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させる。一例として、データ量低減部１５０は、データ伸張部１４０から供給された伸張後の測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させる。この際、データ量低減部１５０は、例えば、測定データのサンプル数を低減させてもよいし、測定データのビット幅を低減させてもよい。なお、このようなデータの一部を削除したデータ量の低減は、データを復元したときに低減前のデータが完全には元にもどらない。すなわち、データ量低減部１５０は、換言すれば、測定データを非可逆的に圧縮（非可逆圧縮）しているといえる。データ量低減部１５０は、データ量を低減した測定データをデータ圧縮部１２０へ供給する。

そして、データ圧縮部１２０は、データ量が低減された測定データをデータ圧縮する。一例として、データ圧縮部１２０は、データ量低減部１５０から供給されたデータ量が低減された測定データを、データ取得部１１０から供給された測定データと同様に、例えば連長圧縮によりデータ圧縮する。データ圧縮部１２０は、このようにデータ量が低減された後にデータ圧縮された測定データを、データ記録部１３０へ供給する。そして、データ記録部１３０は、記録している測定データを、データ量が低減された後にデータ圧縮された測定データに書き換える。なお、上述の説明では、データ管理システム１００が、データ記録部１３０から測定データを読み出し、伸張、データ量の低減、および、データ圧縮処理を施した測定データで、データ記録部１３０に記録されている測定データを上書きする場合について一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。データ管理システム１００は、データ記録部１３０に記録された測定データそれ自体を記憶領域から取り出し、伸張、データ量の低減、および、データ圧縮処理を施して、データ記録部１３０に書き戻してもよい。このように、データ記録部１３０は、記録する測定データを、データ量が低減された後にデータ圧縮された測定データに更新して再びこれを記録する。

図２は、本実施形態に係るデータ管理システム１００が取得する測定データの一例を示す。本図においては、データ管理システム１００が、センサＡ、センサＢ、センサＣ、および、センサＤの４つのセンサからの測定データを取得する場合を一例として説明する。しかしながら、これに限定されるものではない。データ管理システム１００は、４つよりも多い複数のセンサからの測定データを取得してもよいし、４つよりも少ない１または複数のセンサからの測定データを取得してもよい。

ここで、複数のセンサの種別はそれぞれ同じであってもよい。すなわち、センサＡからセンサＤの全てが同じ種別の測定データを取得可能であってもよい。これに代えて、複数のセンサの種別は一部または全部が異なっていてもよい。すなわち、センサＡからセンサＤの一部が異なる種別の測定データを取得可能であってもよいし、センサＡからセンサＤの全てが異なる種別の測定データを取得可能であってもよい。

本図においては、上から順に、予め定められた期間におけるセンサＡ、センサＢ、センサＣ、および、センサＤからの測定データを、時刻Ｔ＝１から時刻Ｔ＝１４まで時系列に示している。なお、本図においては、データ管理システム１００が全てのセンサから時刻的に同期して測定データを取得した場合について、一例として示している。しかしながら、これに限定されるものではない。データ管理システム１００は、複数のセンサにおける少なくとも一部から、非同期に測定データを取得してもよい。ここで、センサＡからの測定データは、例えば、複数の状態（Ｘ、Ｙ、および、Ｚ）を時系列に示すデータであってよい。また、センサＢからの測定データは、例えば、スイッチのＯＦＦ／ＯＮを時系列に示すデータであってよい。また、センサＣからの測定データは、例えば、整数値からなる時系列データであってよい。また、センサＤからの測定データは、例えば、小数第２位の小数値からなる時系列データであってよい。

本実施形態に係るデータ管理システム１００は、例えば、本図に示すような測定データを取得して記録する。そして、データ管理システム１００は、記録した測定データの一部を削除してデータ量を低減させた後、測定データをデータ圧縮する。これについて、フローを用いて詳細に説明する。

図３は、本実施形態に係るデータ管理システム１００が測定データのデータ量を低減してデータ圧縮するフローの一例を示す。

ステップ３１０において、データ管理システム１００は、測定対象を測定した測定データを取得する。一例として、データ取得部１１０は、通信ネットワークを介して、複数のセンサ（例えば、センサＡ、センサＢ、センサＣ、および、センサＤ）のそれぞれから測定対象を測定した測定データを時系列に取得する。例えば、データ取得部１１０は、センサＡからの時刻Ｔ＝１から時刻Ｔ＝１４における測定データとして、データ列「ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＺＺＹＹ」を取得する。データ取得部１１０は、複数のセンサのそれぞれから取得した測定データを、データ圧縮部１２０へ供給する。

ステップ３２０において、データ管理システム１００は、測定データをデータ圧縮する。一例として、データ圧縮部１２０は、ステップ３１０において取得された測定データをデータ圧縮する。この際、データ圧縮部１２０は、ステップ３１０において取得された測定データを可逆的に圧縮してよい。例えば、データ圧縮部１２０は、データ列「ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＺＺＹＹ」に対して連長圧縮して、データ列「"Ｘ"５，"Ｙ"，"Ｘ"３，"Ｚ"２，"Ｙ"２」としてよい。これは、"Ｘ"が５回続き、その後に"Ｙ"が１回続き、その後に"Ｘ"が３回続き、その後に"Ｚ"が３回続き、その後に"Ｙ"が２回続いていることを表している。データ圧縮部１２０は、このようにデータ圧縮した測定データを、データ記録部１３０へ供給する。

ステップ３３０において、データ管理システム１００は、測定データを記録する。一例として、データ記録部１３０は、ステップ３２０においてデータ圧縮された測定データを、センサ毎に時系列に記録する。

ステップ３４０において、データ管理システム１００は、予め定められた時間が経過したか否かを判定する。このような予め定められた時間は、例えば、ステップ３３０において測定データが記録されてからの経過時間であってよい。これに代えて、または、加えて、予め定められた時間は、測定データが最後にアクセスされてからの経過時間であってもよい。また、このような予め定められた時間は、測定データごとに異なる値に設定可能であってよい。例えば、予め定められた時間は、センサ毎に異なる値に設定可能であってもよい。これに代えて、または、加えて、予め定められた時間は、期間（時刻ｍ～時刻ｎ）毎に異なる値に設定可能であってもよい。なお、上述の説明では、データ管理システム１００が、予め定められた時間が経過したか否かを判定する場合を一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。データ管理システム１００は、例えば、データ記録部１３０の残り記録容量が予め定められた容量を下回ったか否か等、時間の経過とは異なる、他のイベントの発生を判定してもよい。

予め定められた時間が経過していないと判定された場合、データ管理システム１００は、ステップ３５０において、フローを終了するか否か判定する。データ管理システム１００は、例えば、フローを開始してからの経過時間、データ量を低減した回数、データ量を低減した量、データを圧縮した回数、および、ユーザからの終了指示の有無等に基づいて、フローを終了するか否か判定してよい。フローを終了すると判定された場合、データ管理システム１００は、フローを終了する。一方、フローを終了しないと判定された場合、データ管理システム１００は、処理をステップ３４０に戻してフローを継続する。

ステップ３４０において、予め定められた時間が経過したと判定された場合、データ管理システム１００は、ステップ３６０において、測定データを伸張する。一例として、データ伸張部１４０は、ステップ３２０において可逆的に圧縮された測定データを、データ記録部１３０から読み出す。そして、データ伸張部１４０は、ステップ３２０においてデータ圧縮部１２０が用いた圧縮アルゴリズムに応じて、当該可逆的に圧縮された測定データを伸張する。例えば、データ伸張部１４０は、センサＡからの測定データとして記録されているデータ列「"Ｘ"５，"Ｙ"，"Ｘ"３，"Ｚ"２，"Ｙ"２」をデータ記録部１３０から読み出す。そして、データ伸張部１４０は、当該データ列を伸張して、元のデータ列「ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＺＺＹＹ」を復元する。データ伸張部１４０は、このようにして記録した測定データのデータ量を低減させる前に、記録した測定データを伸張する。そして、データ伸張部１４０は、伸張した測定データをデータ量低減部１５０へ供給する。

ステップ３７０において、データ管理システム１００は、記録した測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させる。一例として、データ量低減部１５０は、ステップ３６０において伸張された測定データの少なくとも一部を削除して測定データのデータ量を低減させる。この際、データ量低減部１５０は、記録した測定データのサンプル数を低減させてよい。一例として、データ量低減部１５０は、センサＡからの測定データについて、伸張されたデータ列「ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＺＺＹＹ」における偶数番目の時刻のデータを削除してデータ列「ＸＸＸＸＸＺＹ」としてよい。これに代えて、または、加えて、データ量低減部１５０は、記録した測定データのビット幅を低減させてよい。一例として、データ量低減部１５０は、センサＤからの測定データについて、小数第２位を四捨五入して小数第１位の小数値からなる時系列データ「１．３、１．３、…、１．６、１．６、…、１．８、１．８」としてよい。なお、上述の説明では、データ量低減部１５０が有効桁数を低減するにあたって、四捨五入を用いる場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。データ量低減部１５０は、切り捨て、および、切り上げ等、四捨五入とは異なる手法を用いてもよい。また、データ量低減部１５０は、時系列的にあるダイナミックレンジを有する測定データのそれぞれを量子化するためのビット数を減らす（例えば、１６ビットから８ビットに減らす）ことにより、測定データのデータ量を低減させてもよい。このように、データ量低減部１５０は、測定データを時間軸方向においてサンプルを間引く、または、大きさ軸方向においてビット幅を減らす（量子化ビット数を減らす）ことによって、測定データを非可逆的に圧縮してよい。これにより、データ量低減部１５０は、予め定められた時間が経過したことに応じて、測定データのデータ量を低減させる。データ量低減部１５０は、データ量を低減した測定データをデータ圧縮部１２０へ供給する。そして、データ管理システム１００は、処理をステップ３２０に戻し、フローを継続する。

すなわち、ステップ３７０に続くステップ３２０において、データ管理システム１００は、データ量が低減された測定データをデータ圧縮する。一例として、データ圧縮部１２０は、ステップ３７０においてデータ量が低減された測定データを、ステップ３１０に続くステップ３２０と同様に、データ圧縮する。例えば、データ圧縮部１２０は、センサＡからの測定データについて、ステップ３７０においてデータ量が低減されたデータ列「ＸＸＸＸＸＺＹ」に対して連長圧縮して、データ列「"Ｘ"５，"Ｚ"，"Ｙ"」とする。データ圧縮部１２０は、このようにデータ量が低減された後にデータ圧縮された測定データを、データ記録部１３０へ供給する。

そして、ステップ３７０に続くステップ３３０において、データ管理システム１００は、測定データを更新して再び記録する。一例として、データ記録部１３０は、記録する測定データを、データ量が低減された後にデータ圧縮された測定データに更新して再びこれを記録する。例えば、データ記録部１３０は、センサＡからの測定データについて、データ列「"Ｘ"５，"Ｙ"，"Ｘ"３，"Ｚ"２，"Ｙ"２」を、データ列「"Ｘ"５，"Ｚ"，"Ｙ"」に書き換える。

データ管理システム１００は、このような処理を、ステップ３５０においてフローを終了すると判定されるまで繰り返す。

図４は、本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＡからの測定データの一例を示す。データ管理システム１００は、センサＡからの測定データとして、例えば、時刻Ｔ１～Ｔ１４について、図２に示すデータ列を取得したとする。この場合、データ管理システム１００は、取得したデータ列に対してデータ圧縮を行い、データ列「"Ｘ"５，"Ｙ"，"Ｘ"３，"Ｚ"２，"Ｙ"２」としてこれを記録する。そして、予め定められた時間が経過した場合に、記録したデータ列を伸張して、データ列「ＸＸＸＸＸＹＸＸＸＺＺＹＹ」とする。そして、データ管理システム１００は、伸張したデータ列における、偶数番目の時刻のデータを削除して、データ列「ＸＸＸＸＸＺＹ」とする。その後、データ管理システム１００は、データ量が低減されたデータ列に対して再びデータ圧縮を行い、データ列「"Ｘ"５，"Ｚ"，"Ｙ"」とし、記録した測定データを当該データ列に書き換える。

図５は、本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＢからの測定データの一例を示す。データ管理システム１００は、センサＢからの測定データとして、例えば、時刻Ｔ１～Ｔ１４について、図２に示すデータ列を取得したとする。また、ここでは、測定データの初期状態がＯＦＦであることが予め既知であるものとする。この場合、データ管理システム１００は、取得したデータ列に対してデータ圧縮を行い、データ列「３１６４」としてこれを記録する。このように、測定データがバイナリデータであり初期値が予め既知である場合には、データ管理システム１００は、値（状態）が変化するまでのデータ数のみを示すように、データ圧縮を行ってもよい。そして、予め定められた時間が経過した場合に、記録したデータ列を伸張して、データ列「０００１００００００１１１１」とする。ここで、"０"はＯＦＦ状態を示し、"１"はＯＮ状態を示すものとする。そして、データ管理システム１００は、伸張したデータ列における、偶数番目の時刻のデータを削除して、データ列「０００００１１」とする。その後、データ管理システム１００は、データ量が低減されたデータ列に対して再びデータ圧縮を行い、データ列「５２」とし、記録した測定データを当該データ列に書き換える。

図６は、本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＣからの測定データの一例を示す。上述の説明では、データ管理システム１００が、測定データを時間軸方向においてサンプルを２分の１に間引くことによって、データ量を低減する場合について一例として示した。しかしながら、サンプルを間引く率は、いかなる値であってもよい。例えば、データ管理システム１００は、測定データを時間軸方向においてサンプルを４分の１に間引くことによって、データ量を低減してもよい。データ管理システム１００は、センサＣからの測定データとして、例えば、時刻Ｔ１～Ｔ１４について、図２に示すデータ列を取得したとする。この場合、データ管理システム１００は、取得したデータ列に対してデータ圧縮を行い、データ列「"１２"３，"１３"，"１２"３，"１２"２，"１６"，"２０"，"２４"，"２８"」としてこれを記録する。そして、予め定められた時間が経過した場合に、記録したデータ列を伸張して、データ列「１２，１２，１２，１３，１２，１２，１２，１３，１２，１２，１６，２０，２４，２８」とする。そして、データ管理システム１００は、伸張したデータ列における１、５、９、１３番目以外の時刻のデータを削除して、データ列「１２，１２，１２，２４」とする。その後、データ管理システム１００は、データ量が低減されたデータ列に対して再びデータ圧縮を行い、データ列「"１２"３，"２４"」とし、記録した測定データを当該データ列に書き換える。

図７は、本実施形態に係るデータ管理システム１００がデータ量を低減してデータ圧縮する場合における、センサＤからの測定データの一例を示す。上述の説明では、データ管理システム１００が、測定データを時間軸方向においてサンプルを間引くことによって、データ量を低減する場合について一例として示した。しかしながら、データ管理システム１００は、測定データを大きさ軸方向において分解能を粗くして量子化ビット数を減らすことによって、データ量を低減してもよい。データ管理システム１００は、センサＤからの測定データとして、例えば、時刻Ｔ１～Ｔ１４について、図２に示すデータ列を取得したとする。この場合、データ管理システム１００は、取得したデータ列に対してデータ圧縮を行い、データ列「"１．３４"，"１．３２"，"１．３３"，"１．３４"，"１．３３"，"１．３４"，"１．５６"，"１．６４"，"１．６１"，"１．８３"２，"１．８４"２，"１．８２"」としてこれを記録する。そして、予め定められた時間が経過した場合に、記録したデータ列を伸張して、データ列「１．３４，１．３２，１．３３，１．３４，１．３３，１．３４，１．５６，１．６４，１．６１，１．８３，１．８３，１．８４，１．８４，１．８２」とする。そして、データ管理システム１００は、伸張したデータ列のそれぞれの値に対して有効桁数を低減（例えば、小数第２位を四捨五入して小数第１位の値とする）して、データ列「１．３，１．３，１．３，１．３，１．３，１．３，１．６，１．６，１．６，１．８，１．８，１．８，１．８，１．８」とする。その後、データ管理システム１００は、データ量が低減されたデータ列に対して再びデータ圧縮を行い、データ列「"１．３"６，"１．６"３，"１．８"５」とし、記録した測定データを当該データ列に書き換える。

例えば、ＯＴ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）領域にあるプロセス制御システムが、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）領域のシステムと結合される等、データ量が爆発的に増加することが予想される。このような状況において、全てのデータをそのままの形で記録しておくことは現実的ではなく、データ量の削減もしくは取捨選択が必要である。従来、古くなった監視データをフルレートの２分の１で記憶するデータ記録装置が知られている。しかしながら、従来のデータ記録装置では、データを間引いた分しか空き領域を確保することができない。

これに対して、本実施形態に係るデータ管理システム１００は、記憶した測定データの少なくとも一部を削除してデータ量を低減させた後に、データ圧縮する。これにより、本実施形態に係るデータ管理システム１００によれば、データを削除した分以上に空き領域を確保することができ、効率的に測定データを管理することができる。

また、本実施形態に係るデータ管理システム１００は、データ量が低減された測定データを可逆的に圧縮する。これにより、本実施形態に係るデータ管理システムによれば、非可逆圧縮と可逆圧縮とを組み合わせることで、圧縮前の測定データをロスレスで復元可能にしつつ、データを削除した分以上に空き領域を確保することができる。

また、本実施形態に係るデータ管理システム１００は、記録した測定データのデータ量を低減させる前に、記録した測定データを伸張するデータ伸張部を更に備える。これにより、データ管理システムによれば、常に可逆圧縮された状態で測定データを記録しておくことができる。

また、本実施形態に係るデータ管理システム１００は、測定データのデータ量を低減させるにあたって、記録した測定データのサンプル数を低減させる、または、記録した測定データのビット幅を低減させる。これにより、本実施形態に係るデータ管理システム１００によれば、測定データの特性に応じて、時間軸方向または大きさ軸方向のいずれかにおいて測定データの少なくとも一部を選択的に削除することができる。

また、本実施形態に係るデータ管理システム１００は、予め定められた時間が経過したことに応じて、測定データのデータ量を低減させる。ここで、予め定められた時間は、測定データが記録されてからの経過時間であってもよいし、測定データが最後にアクセスされてからの経過時間であってもよい。また、予め定められた時間は、測定データごとに異なる値に設定可能である。これにより、本実施形態に係るデータ管理システムによれば、センサ毎、または、期間毎に、古くなった測定データ、または、アクセスされなくなった測定データから、優先的に記憶に必要な容量を小さくすることができる。

上述の説明では、データ管理システム１００が、取得した測定データをそのまま残すことなく、データ量を低減してデータ圧縮する場合について一例として示した。しかしながら、これに限定されるものではない。

図８は、本実施形態の変形例に係るデータ管理システム１００のブロック図の一例を示す。図８においては、図１と同じ機能および構成を有する部材に対して同じ符号を付すとともに、以下相違点を除き説明を省略する。本変形例に係るデータ管理システム１００は、例えば、ＯＴ領域に設けられてよく、ＯＴ領域に設けられたセンサから取得した測定データを、ＩＴ領域に設けられた他のシステムや装置へ送信可能であってよい。本変形例に係るデータ管理システム１００は、データ蓄積部８１０およびデータ送信部８２０を更に備える。

本変形例に係るデータ管理システム１００において、データ取得部１１０は、複数のセンサのそれぞれから取得した測定データを、データ圧縮部１２０に代えてデータ蓄積部８１０へ供給する。

データ蓄積部８１０は、測定データを蓄積する。一例として、データ蓄積部８１０は、データ取得部１１０から供給された全ての測定データ、すなわち、取得したままの生の測定データを、センサ毎に時系列に記録してよい。そして、データ蓄積部８１０は、蓄積した測定データのうち、他のシステムや装置へ送信すべき送信対象の測定データを、データ圧縮部１２０へ供給する。なお、このような送信対象は、例えばユーザ入力に基づいて選択されたものであってもよいし、データ管理システム１００によって自動的に選択されたものであってもよい。

したがって、本変形例に係るデータ管理システム１００において、データ圧縮部１２０は、複数のセンサのそれぞれから取得された測定データのうち、他のシステムや装置へ送信すべき送信対象の測定データをデータ圧縮し、データ記録部１３０は、これを記録する。そして、本変形例に係るデータ管理システム１００においては、データ記録部１３０に記録されたこのような送信対象の測定データに対して、伸張、データ量の低減、および、データ圧縮を実行する。

そして、データ送信部８２０は、このようにしてデータ圧縮された後におけるデータ記録部１３０に記録された測定データ、すなわち、データ圧縮された後における送信対象の測定データを、ネットワーク等を介して、他のシステムまたは装置へ送信する。

このように、本変形例に係るデータ管理システム１００は、取得したままの生の測定データはデータ蓄積部８１０に蓄積しつつ、送信対象の測定データに対して、伸張、データ量の低減、および、データ圧縮を実行し、当該データ圧縮された後における測定データを他のシステムまたは装置へ送信する。これにより、本変形例に係るデータ管理システム１００によれば、例えばＯＴ領域からＩＴ領域へ測定データを送信するにあたって、データ管理システム１００から送信するデータ量を低減することができる。

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図９は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ データ管理システム
１１０ データ取得部
１２０ データ圧縮部
１３０ データ記録部
１４０ データ伸張部
１５０ データ量低減部
８１０ データ蓄積部
８２０ データ送信部
２２００ コンピュータ
２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ
２２１０ ホストコントローラ
２２１２ ＣＰＵ
２２１４ ＲＡＭ
２２１６ グラフィックコントローラ
２２１８ ディスプレイデバイス
２２２０ 入／出力コントローラ
２２２２ 通信インターフェイス
２２２４ ハードディスクドライブ
２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ
２２３０ ＲＯＭ
２２４０ 入／出力チップ
２２４２ キーボード

Claims (11)

1. プラントにおいて測定対象を測定した測定データを取得するデータ取得部と、
   取得した前記測定データを記録するデータ記録部と、
   記録した前記測定データの少なくとも一部を削除して前記測定データのデータ量を低減させるデータ量低減部と、
   データ量が低減された前記測定データをデータ圧縮するデータ圧縮部と
   を備え、
   前記データ量低減部は、記録した前記測定データの大きさ軸方向におけるビット幅を低減させる、データ管理システム。
2. 前記データ圧縮部は、データ量が低減された前記測定データを可逆的に圧縮する、請求項１に記載のデータ管理システム。
3. 記録した前記測定データのデータ量を低減させる前に、記録した前記測定データを伸張するデータ伸張部を更に備える、請求項１または２に記載のデータ管理システム。
4. 前記データ量低減部は、記録した前記測定データのサンプル数を低減させる、請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ管理システム。
5. 前記データ量低減部は、予め定められた時間が経過したことに応じて、前記測定データのデータ量を低減させる、請求項１から４のいずれか一項に記載のデータ管理システム。
6. 前記予め定められた時間は、前記測定データが記録されてからの経過時間である、請求項５に記載のデータ管理システム。
7. 前記予め定められた時間は、前記測定データが最後にアクセスされてからの経過時間である、請求項５に記載のデータ管理システム。
8. 前記予め定められた時間は、前記測定データごとに異なる値に設定可能である、請求項５から７のいずれか一項に記載のデータ管理システム。
9. 前記データ圧縮された後における前記測定データを他のシステムまたは装置へ送信するデータ送信部を更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のデータ管理システム。
10. プラントにおいて測定対象を測定した測定データを取得することと、
    取得した前記測定データを記録することと、
    記録した前記測定データの少なくとも一部を削除して前記測定データのデータ量を低減させることと、
    データ量が低減された前記測定データをデータ圧縮することと
    を備え、
    前記データ量を低減させることは、記録した前記測定データの大きさ軸方向におけるビット幅を低減させることを含む、データ管理方法。
11. コンピュータにより実行されて、前記コンピュータを、
    プラントにおいて測定対象を測定した測定データを取得するデータ取得部と、
    取得した前記測定データを記録するデータ記録部と、
    記録した前記測定データの少なくとも一部を削除して前記測定データのデータ量を低減させるデータ量低減部と、
    データ量が低減された前記測定データをデータ圧縮するデータ圧縮部と
    して機能させ、
    前記データ量低減部は、記録した前記測定データの大きさ軸方向におけるビット幅を低減させる、データ管理プログラム。

Images