JPH11212637A - Method and device for preventive maintenance - Google Patents

Method and device for preventive maintenance

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JPH11212637A
JPH11212637A JP1012298A JP1012298A JPH11212637A JP H11212637 A JPH11212637 A JP H11212637A JP 1012298 A JP1012298 A JP 1012298A JP 1012298 A JP1012298 A JP 1012298A JP H11212637 A JPH11212637 A JP H11212637A
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JP
Japan
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data
abnormality
normal
abnormal
normal state
Prior art date
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Application number
JP1012298A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinari Hori
嘉成 堀
Masahide Nomura
政英 野村
Masakazu Kaminaga
正教 神永
Satoshi Goto
聡 後藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily specify the cause of an abnormality by providing a normal data estimating part which estimates normal data, comparing the estimated data in a normal state with abnormality data and estimating an abnormality cause by specifying a measurement item that becomes abnormal. SOLUTION: An abnormality detecting part 40 receives measurement data obtained by a normal state leaning part 30 and calculates an outputs value. When the part 40 determines it as abnormal, the measurement data is sent to a normal data estimating part 50 and estimates measurement data (estimated normal data) when a diesel-engine generator 1 for emergency is in a normal state. An abnormal data actually measured and an estimated normal data estimated by the part 50 are sent to an abnormality cause estimating part 60, both of them are compared and a measurement item that becomes abnormal is specified. An abnormality cause is narrowed down from the correspondence relation between the measurement item that becomes abnormal and an abnormality cause. The abnormality cause that is narrowed is sent to an operation terminal 70 and is displayed by it.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント,発電設
備,通信設備などの機器設備の状態を測定または観測
し、その結果に基づいて対象機器の異常原因を推定する
予防保全方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a preventive maintenance method and apparatus for measuring or observing the state of equipment such as a plant, a power generation facility, and a communication facility, and estimating a cause of abnormality of a target equipment based on the result.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニューラルネットワークを利用した異常
検知方法には、「自己連想ニューラルネットワークによ
るプロセス変数の関数関係に基づいた異常検出」(化学
工学論文集,第22巻,第4号,p846〜p853,
1996)に記載されている方法がある。プロセスデー
タとしてn項目の時系列データX1〜Xnが得られてい
る場合を例に上記公知例の概略を説明する。まず、3層
または5層の自己連想ニューラルネットワークのi番目
の入力にプロセス正常時に計測された計測値Xiを入力
し、(1)式を満足するようニューラルネットワーク内
部の重み係数を調整する(学習)。
2. Description of the Related Art An anomaly detection method using a neural network includes "anomaly detection based on a functional relationship between process variables by a self-associative neural network" (Chemical Engineering Transactions, Vol. 22, No. 4, p846-p853). ,
1996). The outline of the above-mentioned known example will be described by taking as an example a case where time series data X1 to Xn of n items are obtained as process data. First, the measured value Xi measured when the process is normal is input to the i-th input of the three-layer or five-layer self-associative neural network, and the weight coefficient inside the neural network is adjusted to satisfy the expression (1) (learning). ).

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】このような学習により、自己連想ニューラ
ルネットワークの重み係数に正常状態の計測値X1〜X
n間の相関関係が記憶される。相関関係を記憶した自己
連想ニューラルネットワークに正常状態の計測データを
入力すると、式(1)を満足し、相関関係が失われた異
常状態の計測値を入力すると式(1)を満足しない。し
たがって、予めプロセス正常時の計測値間の相関関係を
学習させた自己連想ニューラルネットワークを用いてプ
ロセスの状態が正常か否かを判定することが可能とな
る。
[0004] By such learning, the measured values X1 to X in the normal state are added to the weighting coefficients of the self-associative neural network.
The correlation between n is stored. When the measurement data in the normal state is input to the self-associative neural network storing the correlation, the expression (1) is satisfied. When the measurement value in the abnormal state where the correlation is lost is input, the expression (1) is not satisfied. Therefore, it is possible to determine whether the state of the process is normal or not using the self-associative neural network in which the correlation between the measurement values when the process is normal is learned in advance.

【0005】ニューラルネットワークを利用した異常診
断に関しては、特開平4−363705 号,特開平6−113459
号等にも記載されている。
[0005] Regarding abnormality diagnosis using a neural network, Japanese Patent Laid-Open No. 4-363705 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-113459 are disclosed.
No. and so on.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
を用いれば、(1)式の左辺の値からプロセスの状態が
正常であるか否かを判定でき、異常を検知することは可
能である。しかし、一般に、計測値X1〜Xnのうちい
くつかの計測値が異常となった異常データをニューラル
ネットワークに入力した場合、それらの影響は全ての出
力に及ぶため、単純に入出力データを比較しただけで
は、異常となった計測値を特定することは難しい。した
がって、異常の原因を特定することも困難となる。
As described above, if the conventional technique is used, it is possible to determine whether or not the process state is normal from the value on the left side of the equation (1), and it is possible to detect an abnormality. is there. However, in general, when anomalous data in which some of the measured values X1 to Xn are abnormal are input to the neural network, their effects affect all outputs. It is difficult to identify an abnormal measurement value only by using the above. Therefore, it is also difficult to identify the cause of the abnormality.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、少なくとも、異常状態になった場合に、正常デー
タを推定する正常データ推定部を持ち、推定した正常状
態のデータと異常データを比較し、異常となった計測項
目を特定し異常原因を推定する異常原因推定部を有する
ことが望ましい。
Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, at least a normal data estimating section for estimating normal data when an abnormal state occurs is provided. It is desirable to have an abnormality cause estimating unit that compares and identifies the measurement item that has become abnormal and estimates the cause of the abnormality.

【0008】本発明は、機器設備の計測データから機器
の異常を検出し、異常原因を推定する予防保全方法にお
いて、入力層数と出力層数が等しい階層型ニューラルネ
ットワークモデルを持ち、正常状態の計測値および計測
値の特徴量の少なくとも一方を前記ニューラルネットワ
ークモデルの入力データとし、該入力データが出力デー
タと等しくなるよう学習する正常状態学習部と、正常状
態学習部で正常状態を学習したニューラルネットワーク
モデルに計測された計測値および計測値の特徴量の少な
くとも一方を入力し、得られたニューラルネットワーク
モデルの出力データと入力したデータとの偏差から異常
を検知する異常検知部と、該異常検知部で異常と判定さ
れた場合に機器が正常状態であった場合のデータを推定
する正常データ推定部を持ち、該正常データ推定部で推
定した正常データと計測した異常データを比較し、異常
の原因を推定する異常原因推定部を持つことを特徴とす
る予防保全方法にある。
The present invention relates to a preventive maintenance method for detecting an abnormality of equipment from measurement data of equipment and estimating a cause of the abnormality. The preventive maintenance method has a hierarchical neural network model having the same number of input layers and output layers, and A normal state learning unit that learns at least one of the measured value and the feature amount of the measured value as input data of the neural network model, and learns that the input data is equal to the output data; An abnormality detection unit that inputs at least one of the measured value and the feature amount of the measured value measured in the network model, and detects an abnormality from a deviation between the obtained output data of the neural network model and the input data; Normal data estimation to estimate the data when the equipment is in the normal state when the Has a section, compares the abnormality data measured with the normal data estimated in positive normal data estimating unit, in preventive maintenance method characterized by having an abnormal cause estimation part that estimates the cause of the abnormality.

【0009】また、機器設備の計測データから機器の異
常を検出し、異常原因を推定する予防保全装置におい
て、入力層数と出力層数が等しい階層型ニューラルネッ
トワークモデルを持ち、正常状態の計測値および計測値
の特徴量の少なくとも一方を前記ニューラルネットワー
クモデルの入力データとし、該入力データが出力データ
と等しくなるよう学習する正常状態学習手段と、正常状
態学習手段で正常状態を学習したニューラルネットワー
クモデルに計測された計測値および計測値の特徴量の少
なくとも一方を入力し、得られたニューラルネットワー
クモデルの出力データと入力したデータとの偏差から異
常を検知する異常検知手段と、該異常検知手段で異常と
判定された場合に機器が正常状態であった場合のデータ
を推定する正常データ推定手段と、該正常データ推定手
段で推定した正常データと計測した異常データを比較
し、異常の原因を推定する異常原因推定手段とを備えた
ことを特徴とする予防保全装置にある。
Further, in a preventive maintenance apparatus for detecting an abnormality of equipment from measurement data of equipment and estimating a cause of the abnormality, a preventive maintenance apparatus having a hierarchical neural network model in which the number of input layers and the number of output layers are equal to each other, and a measurement value in a normal state And normal state learning means for learning at least one of the feature values of the measured values as input data of the neural network model and learning the input data to be equal to output data; and a neural network model for learning a normal state by the normal state learning means. Abnormality detection means for inputting at least one of the measured value measured and the characteristic amount of the measurement value, and detecting an abnormality from a deviation between the obtained output data of the neural network model and the input data; and the abnormality detection means. Normal data for estimating data when the device is in a normal state when it is determined to be abnormal And estimating means compares the abnormal data measured with the normal data estimated in positive atmospheric data estimation means, in preventive maintenance apparatus characterized by comprising an abnormality cause estimating means for estimating a cause of the abnormality.

【0010】正常データ推定手段は、異常検知手段で異
常と判定された場合に、機器が正常であった場合のデー
タを遺伝アルゴリズムを用いて推定するものであること
が望ましい。
Preferably, the normal data estimating means is for estimating, using the genetic algorithm, data when the device is normal when the abnormality detecting means determines that the device is abnormal.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1に本発明の実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

【0012】本実施例は、非常用ディーゼルエンジン発
電機の計測値から非常用ディーゼルエンジン発電機の異
常を検出し、異常時にはその原因を推定するためのもの
である。
This embodiment is for detecting an abnormality of the emergency diesel engine generator from the measured value of the emergency diesel engine generator, and estimating the cause of the abnormality when the abnormality occurs.

【0013】非常用ディーゼルエンジン発電機は、停電
となり商用電力の供給が停止した場合に起動する。すな
わち、非常用ディーゼルエンジン発電機は通常作動して
いないため、定期的にテスト運転をし保守点検する。本
実施例では、テスト運転時のディーゼルエンジン発電機
から発電機電圧,界磁電流などの状態量を計測し、計測
したデータから異常検知および異常原因推定を行う。
The emergency diesel engine generator starts when a power failure occurs and the supply of commercial power is stopped. That is, since the emergency diesel engine generator is not normally operated, a test operation is periodically performed to perform maintenance and inspection. In this embodiment, a state quantity such as a generator voltage and a field current is measured from a diesel engine generator during a test operation, and abnormality detection and abnormality cause estimation are performed from the measured data.

【0014】本実施例は、非常用ディーゼルエンジン発
電機1,監視装置2からなり、非常用ディーゼルエンジ
ン発電機1と監視装置2は通信回線で結ばれている。監
視装置2は、予防保全装置3及び操作端末70からな
り、予防保全装置3は、データ前処理部10,データ格
納部20,正常状態学習部30,異常検知部40,正常
データ推定部50,異常原因推定部60から構成されて
いる。
This embodiment comprises an emergency diesel engine generator 1 and a monitoring device 2, and the emergency diesel engine generator 1 and the monitoring device 2 are connected by a communication line. The monitoring device 2 includes a preventive maintenance device 3 and an operation terminal 70. The preventive maintenance device 3 includes a data preprocessing unit 10, a data storage unit 20, a normal state learning unit 30, an abnormality detection unit 40, a normal data estimation unit 50, An abnormality cause estimating unit 60 is provided.

【0015】次に本実施例の動作の概略を説明する。本
実施例の動作には学習モードと判定モードがある。
Next, an outline of the operation of the present embodiment will be described. The operation of this embodiment includes a learning mode and a determination mode.

【0016】学習モードは、予防保全装置を稼働させる
ための準備をするモードであり、非常用ディーゼルエン
ジン発電機1が正常状態で稼働している時の計測データ
を蓄積し、その相関関係を学習する。判定モードは、実
際に計測された計測データから異常を検知し、異常の原
因を推定するモードである。
The learning mode is a mode for preparing for operating the preventive maintenance device, and stores measurement data when the emergency diesel engine generator 1 is operating in a normal state, and learns the correlation therebetween. I do. The determination mode is a mode for detecting an abnormality from actually measured data and estimating the cause of the abnormality.

【0017】まず、学習モードでの動作を説明する。非
常用ディーゼルエンジン発電機1の計測データは、デー
タ前処理部10に送られる。学習モードの間は、基本的
には非常用ディーゼルエンジン発電機の異常を検知でき
ない。ただし、計測センサの故障や通信異常により、送
信されたデータに欠損が生じたり、データフォーマット
に異常が生じたデータ(データフォーマット異常デー
タ)はデータ前処理部10でチェックする。したがっ
て、データフォーマットに異常がなければ、正常データ
として、異常がある場合はデータフォーマット異常デー
タとしてデータ格納部20に格納される。正常状態学習
部30では、データ格納部20に格納された正常データ
を受け取り、正常データ間の相関関係をニューラルネッ
トワークにより学習する。学習により得られた相関関係
は、ニューラルネットワーク内部の重み係数に反映さ
れ、重み係数は異常検知部40に送られる。
First, the operation in the learning mode will be described. The measurement data of the emergency diesel engine generator 1 is sent to the data pre-processing unit 10. During the learning mode, basically, the abnormality of the emergency diesel engine generator cannot be detected. However, the data pre-processing unit 10 checks data that has been lost due to a failure of the measurement sensor or a communication error, or data that has an error in the data format (data format error data). Therefore, if there is no abnormality in the data format, the data is stored in the data storage unit 20 as normal data. The normal state learning unit 30 receives the normal data stored in the data storage unit 20, and learns the correlation between the normal data using a neural network. The correlation obtained by the learning is reflected on the weight coefficient inside the neural network, and the weight coefficient is sent to the abnormality detection unit 40.

【0018】次に、判定モードについて説明する。判定
モードでは、学習モードと同様に計測データはデータ前
処理部10に送られ、データフォーマット異常であるか
否かをチェックする。データフォーマット異常であれ
ば、データ格納部20にデータフォーマット異常データ
として格納し、同時に操作端末70に送られ、操作端末
70のモニター画面に「データフォーマット異常」であ
ることが表示される。データフォーマットに異常がない
場合は計測データは異常検知部40に送られる。異常検
知部40では、学習モードで正常状態学習部30で得ら
れた重み係数を持つニューラルネットワークに計測デー
タを入力し、ニューラルネットワークの出力値を計算す
る。そして、入力値と出力値の誤差の二乗和を正常状態
と比較し、(1)式を満足すれば正常、満足しなければ
異常と判定する。判定結果は操作端末70に送られ、操
作端末70のモニター画面に判定結果が表示される。ま
た、計測データは、正常と判定された場合は正常データ
として、異常と判定された場合は異常データとしてデー
タ格納部20に格納される。また異常検知部40で異常
と判定された場合、計測データは正常データ推定部50
に送られ、非常用ディーゼルエンジン発電機1が正常状
態であった場合の計測データ(推定正常データ)を推定す
る。異常原因推定部60には、実際に計測された異常デ
ータおよび正常データ推定部50で推定された推定正常
データが送られ両者が比較され、異常となった計測項目
が特定される。そして異常となった計測項目と異常原因
の対応関係から異常原因の絞り込みを行う。絞り込んだ
異常原因は、操作端末70に送られ、操作端末70のモ
ニターに表示される。
Next, the determination mode will be described. In the determination mode, similarly to the learning mode, the measurement data is sent to the data pre-processing unit 10 to check whether or not the data format is abnormal. If the data format is abnormal, the data is stored in the data storage unit 20 as data format abnormal data, and is sent to the operation terminal 70 at the same time, and a "data format abnormality" is displayed on the monitor screen of the operation terminal 70. If there is no abnormality in the data format, the measurement data is sent to the abnormality detection unit 40. The abnormality detection unit 40 inputs the measurement data to the neural network having the weight coefficient obtained by the normal state learning unit 30 in the learning mode, and calculates the output value of the neural network. Then, the sum of squares of the error between the input value and the output value is compared with the normal state, and it is determined as normal if the expression (1) is satisfied and abnormal if not. The judgment result is sent to the operation terminal 70, and the judgment result is displayed on the monitor screen of the operation terminal 70. The measurement data is stored in the data storage unit 20 as normal data when determined to be normal, and as abnormal data when determined to be abnormal. When the abnormality is determined to be abnormal by the abnormality detection unit 40, the measurement data is transmitted to the normal data estimation unit 50.
To estimate measurement data (estimated normal data) when the emergency diesel engine generator 1 is in a normal state. The abnormality cause estimating unit 60 is sent the abnormal data actually measured and the estimated normal data estimated by the normal data estimating unit 50, and the two are compared to identify an abnormal measurement item. Then, the cause of the abnormality is narrowed down based on the correspondence between the measurement item having the abnormality and the cause of the abnormality. The narrowed down cause of the abnormality is sent to the operation terminal 70 and displayed on the monitor of the operation terminal 70.

【0019】以下に、図1の各ブロックについてより詳
細に説明する。
Hereinafter, each block in FIG. 1 will be described in more detail.

【0020】図2に非常用ディーゼルエンジン発電機1
の構成を示す。この非常用ディーゼルエンジン発電機1
は3相交流発電機であり、ディーゼルエンジン100,
発電部110,蓄電池120,整流器130,起動装置
140からなる。そして停電により商用電力が停止した
場合、および監視装置2の操作端末70から起動指令が
あった場合に起動装置140によりディーゼルエンジン
100を起動する。この非常用ディーゼルエンジン発電
機1による電力の供給過程は以下の通りである。起動指
令があると、起動装置140中のスイッチ141がオン
となり、起動用蓄電池143からセルモーター142に
電力が供給され、セルモーター142が起動する。セル
モーター142により初期回転が与えられると、ディー
ゼルエンジン100は燃料に着火させることが可能とな
る。定格回転数の20%に達すると自力回転が可能とな
るため、起動装置140を切り離す。以降は自力で速度
上昇し、調速機により定格速度に調整される。電機子1
11は、ディーゼルエンジン100と同じ回転数で回転
しており、ディーゼルエンジン100の起動と同時に、
界磁用の蓄電池120から界磁巻線112に界磁電流が
供給され、発電が開始され、ディーゼルエンジン100
の回転数の上昇と共に発電機電圧は上昇する。発電した
電力はスイッチ150を介して負荷160に送られる系
統と、整流器130で直流に変換されて蓄電池120及
び起動用蓄電池143に送られる系統がある。ただし、
発電電圧が定格に達するまでの間は、スイッチ150は
オフであり、負荷160に電力は供給されない。この非
常用ディーゼルエンジン発電機1には、発電機回転数,
発電機電圧,発電機電流,発電機界磁電流,発電機界磁
電圧,起動用蓄電池総電圧、及び冷却水圧力を計測する
ためのセンサーが設置されている。これらセンサーは計
測レンジを設定することができ、計測値が計測レンジに
入らない場合には“計測レンジオーバー”の信号を発生
するものである。次にデータ前処理部10について説明
する。データ前処理部10ではデータに欠損が生じた
り、データフォーマットに異常が生じたデータ(データ
フォーマット異常データ)をチェックする。非常用ディ
ーゼルエンジン発電機1で計測される計測データは、監
視装置2の操作端末70から起動指令をかけて、収集す
る時間と収集する間隔を指定することができる。従っ
て、例えば起動時及び停止時に1秒間隔で20秒計測す
るとすると各計測データについて20点、定常運転時に
30秒間隔で300秒とすると各計測項目について10
点といったように収集するデータ数が決定される。した
がって、このデータ数と実際に送られてきたデータ数を
比較することで、データの欠損の有無を判定することが
できる。また、計測センサの異常により、計測データに
“計測レンジオーバー”の信号が付加されていれば、デ
ータフォーマットが正常状態と異なることがわかりデー
タフォーマット異常であることがわかる。また、“計測
レンジオーバー”の信号を送信できないセンサーを利用
する場合は、データ前処理部10で予め計測値として使
用するレンジを設定し、センサーからの計測値がこの設
定したレンジを越えている場合にはデータフォーマット
異常とみなす。このようにしてデータフォーマット異常
データであるか否かを判定し、データフォーマット異常
である計測データはデータ格納部20のデータフォーマ
ット異常データ格納ファイルに格納する。そうでない場
合にはデータ格納部20の正常データ格納ファイルに格
納する。
FIG. 2 shows an emergency diesel engine generator 1
Is shown. This emergency diesel engine generator 1
Is a three-phase AC generator, and the diesel engine 100,
It comprises a power generation unit 110, a storage battery 120, a rectifier 130, and a starting device 140. Then, when the commercial power is stopped due to a power failure and when a start command is issued from the operation terminal 70 of the monitoring device 2, the diesel engine 100 is started by the start device 140. The power supply process by this emergency diesel engine generator 1 is as follows. When a start command is issued, the switch 141 in the start device 140 is turned on, power is supplied from the start storage battery 143 to the cell motor 142, and the cell motor 142 is started. When the initial rotation is given by the cell motor 142, the diesel engine 100 can ignite the fuel. When the rotation speed reaches 20% of the rated rotation speed, rotation by itself becomes possible, so the starting device 140 is disconnected. Thereafter, the speed increases by itself and is adjusted to the rated speed by the governor. Armature 1
11 rotates at the same rotation speed as the diesel engine 100,
A field current is supplied from the field storage battery 120 to the field winding 112, power generation is started, and the diesel engine 100
The generator voltage rises with an increase in the number of revolutions. There is a system in which the generated power is sent to the load 160 via the switch 150, and a system in which the power is converted into DC by the rectifier 130 and sent to the storage battery 120 and the starting storage battery 143. However,
Until the generated voltage reaches the rating, the switch 150 is off, and no power is supplied to the load 160. This emergency diesel engine generator 1 has a generator speed,
Sensors for measuring a generator voltage, a generator current, a generator field current, a generator field voltage, a starting storage battery total voltage, and a cooling water pressure are provided. These sensors can set the measurement range, and generate a "measurement range over" signal when the measured value does not fall within the measurement range. Next, the data pre-processing unit 10 will be described. The data preprocessing unit 10 checks data in which data is lost or data format is abnormal (data format abnormal data). For the measurement data measured by the emergency diesel engine generator 1, a start time can be applied from the operation terminal 70 of the monitoring device 2 to specify a collection time and a collection interval. Therefore, for example, if 20 seconds are measured at 1 second intervals at the time of starting and stopping, 20 points are taken for each measurement data, and 300 points are taken at 30 second intervals during normal operation, and 10 points are taken for each measurement item.
The number of data to be collected, such as points, is determined. Therefore, by comparing the number of data with the number of data actually sent, it is possible to determine the presence or absence of data loss. Further, if a signal of “measurement range over” is added to the measurement data due to the abnormality of the measurement sensor, it is known that the data format is different from the normal state, and the data format is abnormal. When using a sensor that cannot transmit a signal of “measurement range over”, a range to be used as a measurement value is set in advance by the data preprocessing unit 10, and the measurement value from the sensor exceeds the set range. In this case, it is regarded as a data format error. In this way, it is determined whether or not the data is abnormal data format, and the measurement data having the abnormal data format is stored in the data format abnormal data storage file of the data storage unit 20. Otherwise, it is stored in the normal data storage file of the data storage unit 20.

【0021】次に正常状態学習部30について説明す
る。正常状態学習部30は、予防保全装置が学習モード
の時に動作する。正常データ学習部ではデータ格納部2
0内に格納された正常データの相関関係をニューラルネ
ットワークで学習する。本実施例で用いたニューラルネ
ットワークを図3に示す。このニューラルネットワーク
の特徴は、入力層と出力層の数nが等しい左右対称形
で、かつ中間層の数mが入力層の数nよりも少ないボト
ルネック構造になっている点である。このようなニュー
ラルネットワークにプラントの時系列計測データX1〜
Xnを入力し、i番目の出力データXih(i=1〜
n)がi番目(i=1〜n)の入力Xiと等しくなるよ
うにバックプロパゲーション法により学習させると、ニ
ューラルネットワーク内部の重み係数に計測データX1
〜Xn間の相関関係を学習できることが知られている
(前出の公知例参照)。
Next, the normal state learning section 30 will be described. The normal state learning unit 30 operates when the preventive maintenance device is in the learning mode. In the normal data learning unit, the data storage unit 2
The correlation of the normal data stored in 0 is learned by a neural network. FIG. 3 shows the neural network used in this embodiment. The feature of this neural network is that it has a bottleneck structure in which the number n of the input layer and the output layer is left-right symmetric and the number m of the intermediate layers is smaller than the number n of the input layers. In such a neural network, the time series measurement data X1 to
Xn, and outputs the i-th output data Xih (i = 1 to 1).
n) is learned by the back-propagation method so as to be equal to the i-th (i = 1 to n) input Xi, the measured data X1 is added to the weighting coefficient inside the neural network.
It is known that the correlation between Xn and Xn can be learned (see the above-mentioned known example).

【0022】このように相関関係を学習できる理由を説
明する。ただし、ここでは簡単のため、入力層数及び出
力層数:2,中間層数:1の場合について説明する。入
力層に入力された2個の入力データX1,X2は中間層
で1個となり、再び出力層で2個のデータX1h,X1
hとなる。入力したX1,X2に全く相関関係が存在せ
ず独立であったとすると、中間層でデータ数が1となっ
た時点で入力層で持っていた情報の一部が欠落するた
め、出力層で入力データを復元することはできない。し
かし、入力データ間に因果関係がある場合には、中間層
で1個になったデータと、因果関係を記憶しているニュ
ーラルネットの重み係数から出力層に入力データを復元
できる。これはちょうど、X2=aX1+bという関係
が存在するデータ組X1,X2に対して「X1の値」と
「関係式:X2=aX1+b」から、元のX1,X2を
再現できるのと同じ原理である。
The reason why the correlation can be learned will be described. However, for the sake of simplicity, a case where the number of input layers and the number of output layers: 2, the number of intermediate layers: 1 will be described. The two input data X1 and X2 input to the input layer become one in the intermediate layer, and the two data X1h and X1 again in the output layer.
h. If it is assumed that there is no correlation between the input X1 and X2 and that the input X1 and X2 are independent, part of the information held in the input layer when the number of data becomes 1 in the intermediate layer is lost. Data cannot be restored. However, when there is a causal relationship between the input data, the input data can be restored to the output layer from the data that has become one in the intermediate layer and the weight coefficient of the neural network that stores the causal relationship. This is exactly the same principle that the original X1 and X2 can be reproduced from the “value of X1” and “the relational expression: X2 = aX1 + b” for the data sets X1 and X2 in which the relation X2 = aX1 + b exists. .

【0023】本実施例では、非常用ディーゼルエンジン
発電機のテスト運転時に、上述した7項目の計測値のう
ち発電機回転数,発電機界磁電圧,発電機界磁電流,発
電機電圧の4項目を順にX1〜X4とし、入力項目とし
た。また、1回の試運転での計測点は起動してから発電
機電圧がピークに達するまでの間を1秒間隔で計測し
た。通常ピークに達するまでの時間は5〜6秒であるた
め、4項目の計測データを1組とすれば、1回の試験運
転で計測するデータは5,6組のデータとなる。学習モ
ードで学習する学習データは、過去に計測された10回
の試験運転で計測した計測値とした。したがって学習デ
ータの総数は50〜60組のデータである。また、計測
データは種類によって値の絶対値が異なるため、全計測
データを下限値0.05,上限値0.95として正規化す
る。
In the present embodiment, during the test operation of the emergency diesel engine generator, four of the measured values of the seven items described above, namely, the generator rotation speed, the generator field voltage, the generator field current, and the generator voltage The items were designated as X1 to X4 in order, and used as input items. The measurement point in one trial operation was measured at intervals of one second from the start to the time when the generator voltage reached a peak. Normally, the time required to reach the peak is 5 to 6 seconds, and if four sets of measurement data are used as one set, the data measured in one test operation is five or six sets of data. The learning data to be learned in the learning mode was measured values measured in ten test runs measured in the past. Therefore, the total number of learning data is 50 to 60 sets of data. Further, since the absolute value of the measurement data differs depending on the type, all the measurement data are normalized with a lower limit value of 0.05 and an upper limit value of 0.95.

【0024】次に、異常検知部40について説明する。
異常検知部40は正常データ推定部50,異常原因推定
部60と同様、予防保全装置3が判定モードであるとき
に動作する。異常検知部40は、学習モードで正常状態
の計測値間の相関関係を学習したニューラルネットワー
クに計測データを入力する。本実施例では、学習モード
と同様、起動してから発電機電圧がピークに達するまで
の間を1秒間隔で計測し、ニューラルネットワークに入
力する。データは正常状態学習部30と同じ基準で正規
化してる。
Next, the abnormality detecting section 40 will be described.
The abnormality detection unit 40 operates when the preventive maintenance device 3 is in the determination mode, like the normal data estimation unit 50 and the abnormality cause estimation unit 60. The abnormality detection unit 40 inputs the measurement data to the neural network that has learned the correlation between the measurement values in the normal state in the learning mode. In the present embodiment, similarly to the learning mode, a period from the start to the time when the generator voltage reaches the peak is measured at intervals of 1 second, and is input to the neural network. The data is normalized on the same basis as the normal state learning unit 30.

【0025】図4に実際に計測データを入力した場合の
動作を示す。(A)に示したケースは、データが正常で
あった場合である。ニューラルネットワークに入力した
データと出力データの偏差が少なく、(1)式を満足し
ている。(B)に示したケースは、データが異常であっ
た場合であり、ニューラルネットワークに入力したデー
タと出力データの偏差が大きく、(1)式を満足しな
い。異常検知部40では、このように(1)式を満足す
るか否かで異常を検知する。異常検知部40で正常、あ
るいは異常と判定された計測データはデータ格納部の正
常データファイルおよび異常データファイルに格納され
る。さらに、判定結果は操作端末70のモニター画面に
表示され、オペレータに伝えられる。
FIG. 4 shows the operation when the measurement data is actually input. The case shown in (A) is a case where the data is normal. The deviation between the data input to the neural network and the output data is small, and satisfies the expression (1). The case shown in (B) is a case where the data is abnormal, the deviation between the data input to the neural network and the output data is large, and does not satisfy the expression (1). The abnormality detection unit 40 detects an abnormality based on whether or not Expression (1) is satisfied. The measurement data determined to be normal or abnormal by the abnormality detection unit 40 is stored in the normal data file and the abnormal data file of the data storage unit. Further, the determination result is displayed on the monitor screen of the operation terminal 70 and transmitted to the operator.

【0026】次に正常データ推定部50について説明す
る。正常データ推定部50では、異常検知部40で異常
と判定された場合に、機器が正常であった場合のデータ
(推定正常データ)を推定する。正常データはデータ格
納部に格納されているため、過去の正常データを推定正
常データとしても良い。しかし、正常でかつ、起動後同
時刻に計測された計測値は常に同じ値であるとは限らな
い。気温,湿度などの運転条件によって値にばらつきが
ある可能性がある。ただし、ばらつきがある場合であっ
ても、計測値間の因果関係は同じであると考えられる。
そこで、本実施例では以下の考え方にしたがって正常デ
ータを推定した。その考え方について、簡単のため入力
を2項目として図5を用いて説明する。ここで正常デー
タは相関関係を満足する直線上の全ての点であり、異常
データは例えば点Aで示したように直線から外れた点で
ある。異常データAが計測され推定正常データを推定す
る場合、直線上の点は全て正常データであるため、推定
正常データが直線上のどの点であるかを特定することは
むずかしい。しかし、正常時と異常時で全ての計測値が
全く異なっている可能性は低く、計測値のうちいくつか
は正常な値を示すと考えられる。したがって本実施例で
は、点Bあるいは点Cのように、計測した異常データの
うちいくつかの計測項目が正常時と同じ値を示すと仮定
して推定正常データを求めた。ここで、正常データは、
ニューラルネットワークに入力した場合に出力と入力の
誤差二乗和が基準値以下となり(1)式を満足する値で
ある。したがって正常データを探索する場合、入力する
値を変化させ、出力と入力の誤差二乗和がより小さくな
るような値を求めればよい。本実施例では、遺伝アルゴ
リズムを用いて推定正常データを求めた。
Next, the normal data estimating section 50 will be described. The normal data estimation unit 50 estimates data (estimated normal data) when the device is normal when the abnormality detection unit 40 determines that the device is abnormal. Since normal data is stored in the data storage unit, past normal data may be used as estimated normal data. However, the measured values that are normal and are measured at the same time after startup are not always the same. Values may vary depending on operating conditions such as temperature and humidity. However, even if there is variation, the causal relationship between the measured values is considered to be the same.
Therefore, in this embodiment, normal data is estimated according to the following concept. The concept will be described with reference to FIG. Here, the normal data is all points on the straight line that satisfies the correlation, and the abnormal data is a point that deviates from the straight line as indicated by point A, for example. When the abnormal data A is measured and the estimated normal data is estimated, it is difficult to specify which point on the straight line is the estimated normal data because all points on the straight line are normal data. However, it is unlikely that all the measured values are completely different between the normal time and the abnormal time, and it is considered that some of the measured values show normal values. Therefore, in the present embodiment, the estimated normal data is obtained on the assumption that some of the measured abnormal data show the same value as in the normal state, such as the point B or the point C. Here, the normal data is
When the signal is input to the neural network, the sum of the squares of the error between the output and the input becomes equal to or smaller than the reference value, and satisfies the expression (1). Therefore, when searching for normal data, the input value may be changed to find a value that makes the sum of the squared error between the output and the input smaller. In this example, estimated normal data was obtained using a genetic algorithm.

【0027】遺伝アルゴリズムは生物の進化の過程を模
擬した最適化アルゴリズムである(詳細については「遺
伝的アルゴリズム」産業図書:北野著」参照)。遺伝ア
ルゴリズムでは最適化する対象を1本の「染色体」とし
て表現する。「染色体」を持つものが「個体」であり
(実質的には「個体」≒「染色体」と考えてよい)、
「個体」の評価を決定するものが「染色体」上の「遺伝
子」である。遺伝アルゴリズムでは「染色体」上の「遺
伝子」を組み替えて新しい「個体」を作るという工程
と、「個体」の集団のうちより評価の高い形質を持つ個
体を複製するという工程を繰り返すことにより最良の評
価を持つ個体を作成するアルゴリズムである。本実施例
では、4項目の計測データの正常値を求めるため、4項
目の計測データを「遺伝子」とする「染色体」を作成す
ればよい。しかし、本実施例では直接4項目の計測デー
タを「遺伝子」としたものを「染色体」とするのではな
く、計測した異常データからの偏差を「遺伝子」とした
ものを「染色体」とした。一例を図6に示す。ここで
は、図4の(B)で示した異常データ[0.88,0.7
5,0.70,0.90]を例として作成した。ある「個
体」の遺伝子が[−0.06,0,0.10,−0.05]
とすると、このとき仮定される推定正常データは、両者
を足しあわせた[0.82,0.75,0.80,0.8
5]となる。(ただし、図6に示した異常データ及び推
定正常データ(候補)の値は[0.05,0.95]で正規
化した値である)。
The genetic algorithm is an optimization algorithm that simulates the process of evolution of an organism (for details, see "Genetic Algorithm", Industrial Book: Kitano). In the genetic algorithm, an object to be optimized is expressed as one “chromosome”. Those with "chromosomes" are "individuals" (effectively, "individuals" ≒ "chromosomes"),
What determines the evaluation of an “individual” is a “gene” on a “chromosome”. Genetic algorithm is the best by repeating the process of rearranging the "gene" on the "chromosome" to create a new "individual" and the process of duplicating the individual with a higher evaluated trait from the "individual" population This is an algorithm that creates individuals with evaluations. In the present embodiment, in order to obtain a normal value of the four items of measurement data, a “chromosome” having the four items of measurement data as a “gene” may be created. However, in the present example, the chromosome was not the data in which the four items of measurement data were directly set as "genes", but the "chromosomes" were those in which the deviation from the measured abnormal data was set as "genes". An example is shown in FIG. Here, the abnormal data [0.88, 0.7] shown in FIG.
5, 0.70, 0.90] as an example. The gene of a certain "individual" is [-0.06,0,0.10, -0.05]
Then, the estimated normal data assumed at this time is the sum of the two values [0.82, 0.75, 0.80, 0.8.
5]. (However, the values of the abnormal data and the estimated normal data (candidate) shown in FIG. 6 are values normalized by [0.05, 0.95]).

【0028】このように「染色体」を定義し、図7の各
工程に従い、ニューラルネットワークの入出力誤差の二
乗和が小さくなるように最適化していく。以下、順に図
7の各工程について説明する。初期値作成工程では、乱
数を利用して上記で定義した「染色体」を持つ「個体」
を作成した。ここでは、異なる30個の「個体」を作成
した。次に評価値算出工程では、各「個体」の評価値を
計算した。評価値は各個体から作成した推定正常データ
を学習済みニューラルネットワークに入力した時の入出
力誤差の二乗和であり、(1)式の左辺の値である。ここ
で、推定正常データの候補は「染色体」上の「遺伝子」
の値と実測した異常データから推定正常データの候補を
作成する。図6の例では作成した推定正常データは、
[0.82,0.75,0.80,0.85]である。次の終
了判定工程では終了条件を満足すれば終了し、満足しな
ければ次の工程に進む。本実施例では、評価値算出工程
において求めた入出力誤差の二乗和が(1)式を満足す
る「個体」が3つ以上生成することを終了条件とした。
したがって、式(1)を満足する個体が2つ以内であれ
ば、次の工程に進み、式(1)を満足する個体が3以上
生成すれば終了とした。本実施例では、このような終了
条件を用いたが、図7に示した評価値算出工程から組み
替え工程までの繰り返し回数を基準とし、「繰り返し回
数が基準値以上となれば終了する」という終了条件でも
よい。次に選択工程では計算した評価値が高い「個
体」、すなわち誤差が小さい「個体」をM個複製(増
殖)し、評価値が低い染色体をm個削除(淘汰)した
(本実施例ではM=2とした)。したがって、本実施例
では「個体」数は常に30であるが、選択工程により評
価値の高い「個体」の割合が増加する。次に組み替え工
程では、「交叉」と「突然変異」という操作によって
「遺伝子」を組み替える。ここで「交叉」とは2つの
「遺伝子」の一部を入れ替える操作であり、「突然変異」
とは「遺伝子」の一部の値を別の値に変更する操作であ
る。「交叉」では、「個体」を2個選択し、「染色体」
上の7つの「遺伝子」のうちj番目からk番目までを入
れ替えた。ただし、j,kは1≦j≦4,1≦k≦4,
j<kの条件を満足する値である。図8にこの操作の一
例を示す。図8の例では、図6で示した「個体」[−
0.06,0,0.10,−0.05]と別の「個体」
[0.21,−0.05,0.05,0.12]の2番目か
ら3番目までの「遺伝子」を組み替えた。本実施例で
は、このように交叉を行ったが、同じ部位同士の「遺伝
子」を入れ替えるのではなく、例えば、1つの「個体」
のj番目からj+1番目の「遺伝子」と、別の「個体」
のk番目からk+1番目の「遺伝子」とを入れ替える操
作を施してもよい(ただし、k≠j)。また「突然変
異」ではm番目の「遺伝子」の値を乱数を用いて別の値
に変更した(ただし、1≦m≦4)。
The "chromosome" is defined in this way, and optimization is performed in accordance with each step of FIG. 7 so that the sum of squares of the input / output error of the neural network is reduced. Hereinafter, each step of FIG. 7 will be described in order. In the initial value creation process, the "individual" having the "chromosome" defined above using random numbers
It was created. Here, 30 different “individuals” were created. Next, in the evaluation value calculation step, the evaluation value of each “individual” was calculated. The evaluation value is the sum of squares of the input / output error when the estimated normal data created from each individual is input to the learned neural network, and is the value on the left side of Expression (1). Here, the candidate for the estimated normal data is the “gene” on the “chromosome”.
From the measured abnormal data, a candidate for estimated normal data is created. In the example of FIG. 6, the estimated normal data created is
[0.82, 0.75, 0.80, 0.85]. In the next end determination step, the process ends if the end condition is satisfied, and if not, the process proceeds to the next step. In this embodiment, the termination condition is that three or more “individuals” whose sum of squares of input / output errors obtained in the evaluation value calculation step satisfies the expression (1) are generated.
Therefore, if the number of individuals satisfying the expression (1) is less than two, the process proceeds to the next step, and the process is terminated if three or more individuals satisfy the expression (1) are generated. In the present embodiment, such an end condition is used. However, based on the number of repetitions from the evaluation value calculation process to the reassembly process shown in FIG. 7, the process is terminated when the number of repetitions exceeds the reference value. Conditions may be used. Next, in the selection step, the “individual” having a high evaluation value calculated, that is, the “individual” having a small error is replicated (proliferated) M times, and m chromosomes with a low evaluation value are deleted (selection). = 2). Therefore, in the present embodiment, the number of “individuals” is always 30, but the ratio of “individuals” having a high evaluation value increases by the selection process. Next, in the rearrangement step, the “gene” is rearranged by the operations of “crossover” and “mutation”. Here, “crossover” is an operation of exchanging a part of two “genes”, and “mutation”
Is an operation of changing some values of the “gene” to another value. In "Crossover", select two "Individuals" and select "Chromosome"
The j-th to k-th of the above seven “genes” were exchanged. Here, j and k are 1 ≦ j ≦ 4, 1 ≦ k ≦ 4,
This value satisfies the condition of j <k. FIG. 8 shows an example of this operation. In the example of FIG. 8, the "individual" shown in FIG.
0.06, 0, 0.10, -0.05] and another "individual"
The second to third "genes" of [0.21, -0.05, 0.05, 0.12] were rearranged. In the present embodiment, crossover was performed in this manner. However, instead of exchanging “genes” at the same site, for example, one “individual”
J-th to (j + 1) -th "gene" and another "individual"
An operation of replacing the k-th to (k + 1) -th “gene” may be performed (where k ≠ j). In “mutation”, the value of the m-th “gene” was changed to another value using random numbers (where 1 ≦ m ≦ 4).

【0029】このように図7に示した各工程(世代交
代)を繰り返すことで、入出力誤差の二乗和が小さい
「個体」すなわち推定正常データを求めることができ
る。
By repeating the steps (alternative generations) shown in FIG. 7 in this manner, an "individual" having a small sum of squares of input / output errors, that is, estimated normal data can be obtained.

【0030】ただし、図5で示したように、入出力誤差
の二乗和を小さくする正常データは無数に存在するため
本アルゴリズムで必ずしも図5の点B,点Cのような解
を求められない可能性もある。そのような場合、例えば
評価値を
However, as shown in FIG. 5, since there are an infinite number of normal data for reducing the sum of squares of the input / output error, the present algorithm cannot always find a solution like points B and C in FIG. There is a possibility. In such a case, for example,

【0031】[0031]

【数2】 (Equation 2)

【0032】 としてもよい。ただし、αi=0 (Gi=0の時) =β (Gi≠0の時) Gi:その個体の遺伝子 β:定数(β>0) である。この評価値の第2項は、「0」でない値をとる
遺伝子の数に比例して大きくなる。したがって、この評
価値が小さくなるように最適化すると、「0」を多く含
んだ「個体」を求めることができる。言い換えれば、図
5の点B,点Cのように計測した異常データのうちいく
つかの計測項目の値が推定正常データの値と同じとなる
推定正常データを求めることができる。
[0032] Here, αi = 0 (when Gi = 0) = β (when Gi ≠ 0) Gi: gene of the individual β: constant (β> 0). The second term of the evaluation value increases in proportion to the number of genes having a value other than “0”. Therefore, by optimizing the evaluation value to be small, an “individual” including many “0” can be obtained. In other words, it is possible to obtain estimated normal data in which the values of some measurement items among the abnormal data measured as points B and C in FIG. 5 are the same as the values of the estimated normal data.

【0033】また、本実施例では正常データ探索手段と
して遺伝アルゴリズムを利用したが、「山登り法」,
「シミュレーティッドアニーリング」などの最適化手法
を用いてもよい。
In this embodiment, the genetic algorithm is used as the normal data search means.
An optimization method such as “simulated annealing” may be used.

【0034】最後に異常原因推定部60について説明す
る。異常原因推定部60では、実際に計測された異常デ
ータおよび正常データ推定部50で推定された正常デー
タの両者を比較し、異常となった計測項目を特定する。
本実施例では、各計測項目について実際に計測した異常
データと正常データ推定部で推定した正常データとの偏
差をとり、偏差が基準値よりも大きい計測項目を異常と
特定した。例えば、異常データ[0.88,0.75,
0.71,0.90]に対し、求めた推定正常データが
[0.87,0.75,0.71,0.80]、基準値0.0
2であったとすると、4項目目のデータのみが異常であ
る。また、偏差が基準値より大きな計測項目が複数存在
する場合は複数個の計測項目が異常であるとした。ま
た、正常データの候補が複数ある場合は、それぞれの正
常データを基準として異常計測項目を特定する。例え
ば、推定正常データが[0.87,0.75,0.71,
0.80]と[0.81,0.85,0.71,0.90]
の2通りあった場合、それぞれの異常項目を別々に求め
る。
Finally, the abnormality cause estimating section 60 will be described. The abnormality cause estimating unit 60 compares both the abnormal data actually measured and the normal data estimated by the normal data estimating unit 50, and specifies the measurement item that has become abnormal.
In the present embodiment, the deviation between the abnormal data actually measured for each measurement item and the normal data estimated by the normal data estimating unit is determined, and the measurement item whose deviation is larger than the reference value is identified as abnormal. For example, abnormal data [0.88, 0.75,
0.77, 0.90], the estimated normal data obtained is [0.87, 0.75, 0.71, 0.80], and the reference value is 0.0.
If it is 2, only the data of the fourth item is abnormal. Further, when there are a plurality of measurement items whose deviations are larger than the reference value, it is determined that the plurality of measurement items are abnormal. When there are a plurality of normal data candidates, an abnormal measurement item is specified based on each normal data. For example, if the estimated normal data is [0.87, 0.75, 0.71,
0.80] and [0.81, 0.85, 0.71, 0.90]
If there are two cases, each abnormal item is obtained separately.

【0035】異常計測項目を特定した後は、異常の原因
を推定する。本実施例では、計測項目と異常原因の対応
表を利用して判定を行った。これは、異常値を示す計測
項目と異常原因の関係をまとめたものである。一例を図
9に示す。図9に示した例では、異常値を示す計測項目
と異常原因の関係の他に、異常が計測された時間に関す
る情報も記されている。例えば、図4に示した異常デー
タ[0.88,0.75,0.71,0.90]を電圧ピー
ク時に計測し、異常項目を特定したところ発電機電圧で
あったとする。すると、この表より「AVRの異常」で
あると推定される。正常データの候補が複数あり、異常
項目もそれに対応して複数考えられる場合は、それぞれ
の異常項目に対して異常原因を推定する。また、本実施
例では上述した対応表によって異常原因を特定したが、
原因を特定するための知識を予め「If Thenルール」で
記述し、知識処理によって異常原因を推定してもよい。
After specifying the abnormality measurement item, the cause of the abnormality is estimated. In the present embodiment, the determination is made using the correspondence table between the measurement item and the cause of the abnormality. This is a summary of the relationship between measurement items indicating abnormal values and causes of abnormalities. An example is shown in FIG. In the example shown in FIG. 9, in addition to the relationship between the measurement item indicating the abnormal value and the cause of the abnormality, information on the time when the abnormality was measured is also described. For example, it is assumed that the abnormal data [0.88, 0.75, 0.71, 0.90] shown in FIG. 4 was measured at the time of the voltage peak, and the abnormal item was identified to be the generator voltage. Then, it is presumed from this table that "AVR is abnormal". If there are a plurality of normal data candidates and a plurality of abnormal items are considered correspondingly, the cause of the abnormality is estimated for each abnormal item. In this embodiment, the cause of the abnormality is specified by the above-described correspondence table.
The knowledge for specifying the cause may be described in advance by “If Then Rule”, and the cause of the abnormality may be estimated by the knowledge processing.

【0036】このようにして推測された異常原因は、操
作端末70のモニター画面に表示される。また、その推
測の過程が必要であれば、同様に操作端末70のモニタ
ー画面に表示することが可能である。
The cause of the abnormality estimated in this way is displayed on the monitor screen of the operation terminal 70. If the process of the estimation is necessary, it can be similarly displayed on the monitor screen of the operation terminal 70.

【0037】以上に示した実施例では、起動後1秒毎の
4つの計測データをニューラルネットワークの入力デー
タとして異常を検知したが、入力データの形式はそのよ
うな形の制限を受けるものではない。したがって、計測
項目は4項目のみではなく、起動用蓄電池の電圧やその
時の気温などを追加してもよい。また、起動後t秒後の
計測データと(t−kΔt)秒後の計測データを1組の
入力データとしてもよい。(ただし、t:正の実数,
k:正の整数,Δt:サンプリング間隔)また、計測デ
ータを直接入力するのではなく、例えば、「発電機電圧
の最大値と定格値の比」や「電圧制定時間」などの特徴
量を抽出し、特徴量の値をニューラルネットワークの入
力データとしてもよい。
In the embodiment described above, the abnormality was detected as the input data of the neural network using the four measurement data every one second after activation, but the format of the input data is not limited by such a form. . Therefore, the measurement items are not limited to the four items, and the voltage of the starting storage battery and the temperature at that time may be added. Further, the measurement data at t seconds after the activation and the measurement data at (tk-t) seconds after the activation may be used as one set of input data. (Where t is a positive real number,
(k: positive integer, Δt: sampling interval) Also, instead of directly inputting measurement data, for example, feature amounts such as “ratio between maximum value and rated value of generator voltage” and “voltage establishment time” are extracted. Then, the value of the feature amount may be used as input data of the neural network.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように、機器またはプロセスが異
常状態になった場合に、正常データ推定部により正常デ
ータを推定し、異常状態のデータと比較することで異常
となった計測項目を特定でき、異常の原因を推定するこ
とが可能となる。
As described above, when a device or process is in an abnormal state, normal data is estimated by the normal data estimating unit, and the abnormal measurement item is specified by comparing the data with the abnormal data. It is possible to estimate the cause of the abnormality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の概要を表す図。FIG. 1 is a diagram showing an outline of an embodiment of the present invention.

【図2】ディーゼルエンジンの概要を表す図。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a diesel engine.

【図3】ニューラルネットワークの概略を表す図。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a neural network.

【図4】異常検知の例を表す図。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of abnormality detection.

【図5】正常データ推定方法の概要を表す図。FIG. 5 is a diagram showing an outline of a normal data estimation method.

【図6】染色体の表現方法を表わす図。FIG. 6 is a diagram showing a chromosome expression method.

【図7】正常データ推定部のアルゴリズムを表わす図。FIG. 7 is a diagram illustrating an algorithm of a normal data estimation unit.

【図8】交叉の例を表す図。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of crossover.

【図9】異常原因と計測値の関係表の一例を表す図。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relation table between an abnormality cause and a measured value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…非常用ディーゼルエンジン発電機、2…監視装置、
3…予防保全装置、10…データ前処理部、20…デー
タ格納部、30…正常状態学習部、40…異常検知部、
50…正常データ推定部、60…異常原因推定部、70
…操作端末。
1. Emergency diesel engine generator, 2. Monitoring device,
3 preventive maintenance device, 10 data pre-processing unit, 20 data storage unit, 30 normal state learning unit, 40 abnormality detection unit
50: normal data estimation unit, 60: abnormality cause estimation unit, 70
... operation terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 聡 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Goto 5-2-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi, Ltd. Omika Plant

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】機器設備の計測データから機器の異常を検
出し、異常原因を推定する予防保全方法において、入力
層数と出力層数が等しい階層型ニューラルネットワーク
モデルを持ち、正常状態の計測値および計測値の特徴量
の少なくとも一方を前記ニューラルネットワークモデル
の入力データとし、該入力データが出力データと等しく
なるよう学習する正常状態学習部と、正常状態学習部で
正常状態を学習したニューラルネットワークモデルに計
測された計測値および計測値の特徴量の少なくとも一方
を入力し、得られたニューラルネットワークモデルの出
力データと入力したデータとの偏差から異常を検知する
異常検知部と、該異常検知部で異常と判定された場合に
機器が正常状態であった場合のデータを推定する正常デ
ータ推定部を持ち、該正常データ推定部で推定した正常
データと計測した異常データを比較し、異常の原因を推
定する異常原因推定部を持つことを特徴とする予防保全
方法。
In a preventive maintenance method for detecting an abnormality of equipment from measurement data of equipment and estimating a cause of the abnormality, a preventive maintenance method having a hierarchical neural network model in which the number of input layers is equal to the number of output layers and measuring values in a normal state And a normal state learning unit for learning at least one of the feature values of the measured values as input data of the neural network model and learning the input data to be equal to the output data, and a neural network model for learning a normal state by the normal state learning unit. At least one of the measured value measured and the feature value of the measured value is input, and an abnormality detection unit that detects an abnormality from a deviation between the obtained output data of the neural network model and the input data, and an abnormality detection unit. It has a normal data estimation unit that estimates data when the device is in a normal state when it is determined to be abnormal. Preventive maintenance method characterized by comparing the abnormal data measured with the normal data estimated in positive normal data estimating unit, with abnormal cause estimation part that estimates the cause of the abnormality.
【請求項2】請求項1に記載の予防保全方法において、
前記正常データ推定部は前記異常検知部で異常と判定さ
れた場合に機器が正常状態であった場合のデータを遺伝
アルゴリズムを用いて推定するものであることを特徴と
する予防保全方法。
2. The preventive maintenance method according to claim 1, wherein
The preventive maintenance method according to claim 1, wherein the normal data estimating unit estimates, using a genetic algorithm, data when the device is in a normal state when the abnormality is determined to be abnormal by the abnormality detecting unit.
【請求項3】機器設備の計測データから機器の異常を検
出し、異常原因を推定する予防保全装置において、入力
層数と出力層数が等しい階層型ニューラルネットワーク
モデルを持ち、正常状態の計測値および計測値の特徴量
の少なくとも一方を前記ニューラルネットワークモデル
の入力データとし、該入力データが出力データと等しく
なるよう学習する正常状態学習手段と、正常状態学習手
段で正常状態を学習したニューラルネットワークモデル
に計測された計測値および計測値の特徴量の少なくとも
一方を入力し、得られたニューラルネットワークモデル
の出力データと入力したデータとの偏差から異常を検知
する異常検知手段と、該異常検知手段で異常と判定され
た場合に機器が正常状態であった場合のデータを推定す
る正常データ推定手段と、該正常データ推定手段で推定
した正常データと計測した異常データを比較し、異常の
原因を推定する異常原因推定手段とを備えたことを特徴
とする予防保全装置。
3. A preventive maintenance device for detecting an abnormality of an apparatus from measurement data of the equipment and estimating a cause of the abnormality, having a hierarchical neural network model having the same number of input layers and the number of output layers, and measuring measured values in a normal state. And normal state learning means for learning at least one of the feature values of the measured values as input data of the neural network model and learning the input data to be equal to output data; and a neural network model for learning a normal state by the normal state learning means. Abnormality detection means for inputting at least one of the measured value measured and the characteristic amount of the measurement value, and detecting an abnormality from a deviation between the obtained output data of the neural network model and the input data; and the abnormality detection means. Normal data estimation that estimates data when the device is in a normal state when it is determined to be abnormal Stage and compares the abnormality data measured with the normal data estimated in positive atmospheric data estimation means, prevention is characterized in that a abnormality cause estimating means for estimating a cause of the abnormality security device.
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