KR20200085817A - 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 장치(141)는, 일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 복수의 상태량으로 이루어지는 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득부(141A)와, 상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용할지 여부를 결정하는 채용 결정부(141C)와, 채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성부(141D)와, 상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 출력값 취득부(141B)를 구비한다.

Description

단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램
본 발명은, 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2017년 12월 21일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 2017-245560호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈 발전 플랜트, 원자력 발전 플랜트, 혹은 화학 플랜트와 같은 각종 플랜트에서는, 플랜트가 정상으로 운전되고 있는지 여부를 감시하기 위하여, 플랜트의 각 계측 항목(온도, 압력 등)의 상태량을 취득하고, 이들 상태량에 근거하여 플랜트의 운전 상태를 감시하고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 마할라노비스 거리에 근거하여, 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판단하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개 특허 공보 2012-67757호
종래의 기술에서는, 일정 기간에 수집된 상태량을 포함하는 데이터로부터 일정 수의 데이터를 샘플링하여, 운전 상태를 판단하기 위한 기준이 되는 데이터 집단(단위 공간)을 생성하고 있다.
그러나, 예를 들면 장기간 사용되고 있는 플랜트에서는, 운전 상태가 정상이어도 소모 부품의 교환 시기 등에 의하여 마할라노비스 거리의 값이 증가하는 경우가 있다. 이 경우, 플랜트의 관리자는, 그때마다, 단위 공간을 갱신할 필요가 있었다. 또, 플랜트의 운전 상태가 정상이어도, 부하가 변동했을 때에 이상이라고 오검출되는 경우가 있다. 이와 같은 오검출을 저감시키기 위하여, 종래의 기술에서는, 부하대(帶)(예를 들면 "기동 운전 기간", "정격 속도 운전 기간" 등)마다 상이한 단위 공간을 생성할 필요가 있었다. 이와 같이, 종래의 기술에서는, 복수의 단위 공간을 생성, 갱신하는 작업이 번잡해져, 플랜트의 감시 작업에 필요로 하는 비용을 저감시키는 것이 곤란했다.
또, 단위 공간을 생성할 때에, 고정 타이밍으로 데이터의 샘플링을 행하면, 단위 공간을 구성하는 데이터에 편향이 발생하기 쉽다. 이와 같은 단위 공간에 근거하여 플랜트의 운전 상태를 진단하면, 플랜트의 운전 상태가 정상임에도 불구하고, 상태량의 변화에 과민하게 반응하여, 이상 상태라고 오검출될 가능성이 증가한다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감할 수 있는 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 장치는, 일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 복수의 상태량으로 이루어지는 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득부와, 상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용할지 여부를 결정하는 채용 결정부와, 채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성부와, 상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 출력값 취득부를 구비한다. 상기 채용 결정부는, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하여, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시킨다.
이와 같이 함으로써, 단위 공간 생성 장치는, 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제하여, 상태량(부하 상태)의 변동에 대하여 로버스트한 마할라노비스 거리의 값을 얻을 수 있는 단위 공간을 생성할 수 있다. 즉, 단위 공간 생성 장치는, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감하는 것이 가능한 단위 공간을 생성할 수 있다. 이로써, 단위 공간 생성 장치는, 부하대별로 상이한 단위 공간을 생성하지 않고, 다양한 부하 상태에 대응 가능한 단위 공간을 생성할 수 있으므로, 단위 공간을 생성, 갱신, 관리하기 위한 비용을 저감시키는 것이 가능하다. 또, 채용 결정부는, 샘플링 데이터군을 채용할 때에 자의성이나 편향을 억제하면서, 출력값의 변동량이 클 때에 취득된 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되기 쉽게 할 수 있다. 이로써, 단위 공간 생성 장치는, 출력값의 변동량이 클 때, 즉, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감하는 것이 가능한 단위 공간을 생성할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 상술한 제 1 양태에 관한 단위 공간 생성 장치에 있어서, 상기 변동률은, 상기 출력값의 2차 미분의 절댓값으로 나타난다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 상술한 제 1 또는 제 2 양태에 관한 단위 공간 생성 장치에 있어서, 상기 변동량은, 상기 출력값의 1차 미분의 절댓값으로 나타난다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 시스템은, 상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산부와, 단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정부를 구비한다. 상기 단위 공간은, 제 1 내지 제 3 중 어느 한 양태에 관한 단위 공간 생성 장치를 이용하여 생성한다.
이와 같이 함으로써, 단위 공간 생성 장치에 의하여, 단위 공간 작성용 데이터로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제하여, 상태량(부하 상태)의 변동에 대하여 로버스트한 마할라노비스 거리의 값을 얻을 수 있는 단위 공간을 생성할 수 있다. 또, 플랜트 상태 판정부는, 이와 같은 단위 공간에 근거하여 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하므로, 플랜트의 부하 상태의 변동에 과민하게 반응하여, 플랜트가 이상 상태라고 오판단하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 방법은, 일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득 스텝과, 상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용할지 여부를 결정하는 채용 결정 스텝과, 채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 스텝과, 상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 스텝을 갖는다. 상기 채용 결정 스텝은, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하여, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시킨다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 방법은, 상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산 스텝과, 단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정 스텝을 갖는다. 상기 단위 공간은, 제 5 양태에 관한 단위 공간 생성 방법을 이용하여 생성한다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램은, 상기 컴퓨터에, 일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득 스텝과, 상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정하는 채용 결정 스텝과, 채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 스텝과, 상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 스텝을 실행시킨다. 상기 채용 결정 스텝은, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하여, 취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시킨다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 시스템의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램은, 상기 컴퓨터에, 상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산 스텝과, 단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정 스텝을 실행시킨다. 상기 단위 공간은, 제 7 양태에 관한 프로그램을 이용하여 생성한다.
상술한 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램에 의하면, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간 생성 처리의 일례를 나타내는 제 1 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간 생성 처리의 일례를 나타내는 제 2 플로차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관한 채용 결정부의 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템(10)에 대하여, 도 1~도 8을 참조하면서 설명한다.
(플랜트 진단 시스템의 개요)
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 개략도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템(10)은, 플랜트(1) 각 부의 상태량을 취득하여, 운전 상태가 정상인지 여부를 진단한다.
또, 플랜트 진단 시스템(10)은, 플랜트(1)의 운전 상태를 제어하기 위한 제어 장치(20) 및 감시 단말(30) 중 적어도 한쪽과 접속되어 있다. 플랜트 진단 시스템(10)은, 플랜트(1)의 운전 상태가 정상인지 여부를 진단하면, 그 진단 결과를 제어 장치(20) 및 감시 단말(30)로 송신한다.
제어 장치(20)는, 플랜트(1)의 동작을 제어하기 위한 장치이다. 제어 장치(20)는, 플랜트 진단 시스템(10)으로부터 수신한 진단 결과를 표시부(도시하지 않음)에 표시해도 된다. 플랜트(1)의 관리자는, 표시부를 참조하여 플랜트(1)의 운전 상태를 감시함과 함께, 진단 결과가 운전 상태가 이상인 것을 나타내는 경우는, 제어 장치(20)를 통하여 플랜트(1)의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치(20)는, 진단 결과에 근거하여 자동적으로 플랜트(1)를 제어(예를 들면 플랜트(1)의 출력을 저하시키거나, 정지시키는 등)하도록 해도 된다.
감시 단말(30)은, 원격지에 있는 관리자가 플랜트(1)의 운전 상태를 감시하기 위한 장치이며, 예를 들면 네트워크(NW)를 통하여 접속된 서버, 태블릿 등이다. 감시 단말(30)은, 플랜트 진단 시스템(10)으로부터 수신한 진단 결과를 모니터, 스피커 등의 출력부로부터 출력함으로써, 관리자에게 플랜트(1)에 이상이 발생했는지 여부를 통지한다.
진단 대상인 플랜트(1)는, 예를 들면 가스 터빈 발전 플랜트이다.
플랜트(1)는, 가스 터빈(6)에 의하여 발전기(5)를 구동하여 전력을 발생시킨다. 가스 터빈(6)은, 압축기(2)와, 연소기(3)와, 압축기(2)를 회전시키는 터빈(4)을 구비하고 있다. 압축기(2)의 흡기구로부터 흡입된 공기는 압축기(2)에서 압축되고, 고압, 고온의 공기가 되어 연소기(3)로 도입된다. 연소기(3)에서는, 고압, 고온의 공기에 연료가 공급되어 연소한다. 그리고, 연소기(3)에서 연료를 연소시킴으로써 발생한 고온, 고압의 연소 가스가 터빈(4)에 공급되고, 터빈(4)이 회전 구동된다. 또, 가스 터빈(6)과 발전기(5)는, 회전축(출력축)에 의하여 연결되어 있다. 이로써, 가스 터빈(6)이 운전되어 터빈(4)이 회전함으로써 얻어지는 출력은, 회전축을 통하여 발전기(5)에 전달된다. 이와 같이, 가스 터빈(6)은, 발전기(5)를 구동하여 전력을 발생시킨다.
플랜트(1)의 각 부에는, 일정 주기(예를 들면 1분)마다 상태량을 계측하기 위한 센서가 마련되어 있다. 상태량은, 예를 들면 대기 온도, 대기 압력, 압축기(2)의 공기 온도 및 압력(입구 공기 온도, 입구 공기 압력, 출구 공기 온도, 출구 공기 압력), 연소기(3)의 연료 압력, 연료 온도 및 연료 유량, 터빈(4)의 연소 가스 온도 및 압력(입구 연소 가스 온도, 입구 연소 가스 압력, 출구 연소 가스 온도, 출구 연소 가스 압력), 발전기(5)의 출력(발전 전력, 발전 전류, 발전 전압), 회전축의 회전 속도, 진동 등이다.
또한, 다른 실시형태에서는, 플랜트(1)는, 가스 터빈(6) 대신에 보일러를 구비하고 있어도 된다. 또, 플랜트(1)는 원자력 발전 플랜트, 화학 플랜트 등이어도 된다.
또한, 도 1의 예에서는, 플랜트 진단 시스템(10)이 하나의 플랜트(1)에 접속되어 있는 양태가 나타나 있지만, 이에 한정되는 일은 없다. 다른 실시형태에서는, 플랜트 진단 시스템(10)은, 복수의 플랜트에 접속되어, 각 플랜트의 운전 상태를 진단하도록 해도 된다.
(플랜트 진단 시스템의 기능 구성)
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 기능 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템(10)은, 마할라노비스·다구치법(MT법)을 이용하여 플랜트(1)의 운전 상태가 정상인지 여부를 진단한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 플랜트 진단 시스템(10)은, 입출력부(11)와, 통신 인터페이스(I/F)(12)와, 기억부(13)와, CPU(14)를 구비하고 있다.
입출력부(11)는, 플랜트(1)의 복수의 센서로부터 플랜트(1)의 상태량을 수신하여, CPU(14)에 입력한다. 또, CPU(14)에 있어서 진단된 플랜트(1)의 진단 결과를 제어 장치(20)에 송신한다.
통신 I/F(12)는, CPU(14)에 있어서 진단된 플랜트(1)의 진단 결과를, 네트워크(NW)를 통하여 감시 단말(30)에 송신한다.
기억부(13)에는, 입출력부(11)를 통하여 수신한 플랜트(1)의 상태량, CPU(14)에 있어서의 각종 처리의 과정에서 생성된 데이터 등이 기억된다.
CPU(14)는, 플랜트 진단 시스템(10)의 제어를 맡는 프로세서이다.
CPU(14)는, 미리 준비된 프로그램에 따라 동작함으로써, 단위 공간 생성 기능부(141)(단위 공간 생성 장치), 플랜트 진단 기능부(142)(플랜트 진단 장치)로서 기능한다.
단위 공간 생성 기능부(141)는, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트(1)의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성한다.
단위 공간은, 플랜트(1)의 운전 상태가 정상인지 여부를 판단할 때의 판단 기준으로 하는 데이터의 집합체이다. 본 실시형태에서는, 단위 공간은, 플랜트(1)의 운전 상태가 정상일 때에 수집된 복수의 상태량을 기초로 하여 생성된다.
단위 공간 생성 기능부(141)는, 샘플링 데이터 취득부(141A)와, 출력값 취득부(141B)와, 채용 결정부(141C)와, 단위 공간 생성부(141D)를 갖고 있다.
샘플링 데이터 취득부(141A)는, 일정 주기(예를 들면 1분 간격)로 계측되는, 플랜트(1)의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득한다. 또, 샘플링 데이터 취득부(141A)는, 취득한 샘플링 데이터군을 기억부(13)에 기억하여 축적한다.
샘플링 데이터군은, 플랜트(1)로부터 수신한 복수의 상태량을, 주기마다 하나의 묶음으로 하여 집계한 것이다.
출력값 취득부(141B)는, 샘플링 데이터군에 대응하는 플랜트(1)의 출력값을 취득한다. 출력값은, 예를 들면 플랜트(1)의 가스 터빈(6)(발전기(5))에 의한 발전 전력(MW), 배기가스 압력값, 압력 조정 밸브 각도, 유량 조정 밸브 각도 등이다.
채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군을, 소정의 채용 확률로, 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정한다.
또, 채용 결정부(141C)는, 플랜트(1)의 출력값의 변동량 및 변동률 중 적어도 한쪽이 클수록, 채용 확률을 상승시킨다.
단위 공간 생성부(141D)는, 과거에 채용된 복수의 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성한다. 또, 단위 공간 생성부(141D)는, 생성한 단위 공간을 기억부(13)에 기억한다.
플랜트 진단 기능부(142)는, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트(1)의 운전 상태의 진단을 행한다.
플랜트 진단 기능부(142)는, 상태량 취득부(142A)와, 마할라노비스 거리 계산부(142B)와, 플랜트 상태 판정부(142C)를 갖고 있다.
상태량 취득부(142A)는, 플랜트(1)의 운전 상태의 진단을 행하는 시점에 있어서의, 플랜트(1)의 상태량을 취득한다.
마할라노비스 거리 계산부(142B)는, 상태량 취득부(142A)가 취득한 플랜트(1)의 상태량에 근거하여, 마할라노비스 거리를 계산한다.
마할라노비스 거리는, 진단 시의 플랜트(1)의 운전 상태와, 플랜트(1)의 정상 시에 있어서의 운전 상태의 괴리의 정도를 나타낸다. 마할라노비스 거리는, 단위 공간에 있어서의 상태량의 분산이나 상관에 따라 가중값이 부여된 거리이며, 단위 공간에 있어서의 데이터군과의 유사도가 낮을수록 큰 값이 된다.
플랜트 상태 판정부(142C)는, 기억부(13)에 기억되어 있는 단위 공간과, 마할라노비스 거리에 근거하여, 플랜트(1)의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정한다.
(단위 공간 생성 기능부의 처리 플로)
도 3은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간 생성 처리의 일례를 나타내는 제 1 플로차트이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간 생성 처리의 일례를 나타내는 제 2 플로차트이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 채용 결정부의 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 3~도 5를 참조하여, 단위 공간 생성 기능부(141)에 있어서의 단위 공간 생성 처리의 일례에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 먼저 샘플링 데이터 취득부(141A)는, 플랜트(1)로부터 복수의 상태량을 수신하여, 이들 복수의 상태량의 묶음인 샘플링 데이터군을 취득한다(스텝 S10). 또, 샘플링 데이터 취득부(141A)는, 취득한 샘플링 데이터군을 기억부(13)에 기억하여 축적한다.
다음으로, 출력값 취득부(141B)는, 샘플링 데이터군에 대응하는 플랜트(1)의 출력값 Xi를 취득한다(스텝 S11).
출력값 Xi는, 예를 들면 플랜트(1)의 가스 터빈(6)(발전기(5))에 의한 발전 전력(MW), 배기가스 압력값, 압력 조정 밸브 각도, 유량 조정 밸브 각도 등이다.
다음으로, 채용 결정부(141C)는, 난수 ri를 생성한다(스텝 S12).
난수 ri는, 예를 들면 "0"부터 "1"까지의 구간에서 생성되는 일양난수(一樣亂數)이다.
다음으로, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군에 대한 채용 확률 Pi를 계산한다(스텝 S13).
종래의 기술에서는, 일정 시간(예를 들면 4시간)마다, 취득한 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하여 단위 공간을 생성하고 있다. 그러나, 이와 같이 샘플링 데이터군을 채용하는 타이밍을 고정하고 있는 경우, 유사한 샘플링 데이터군이 치우쳐 채용되어 버려, 플랜트(1)의 상태량의 변동이 과검출(이상 상태라고 오판단)되기 쉬운 단위 공간이 생성될 가능성이 있다.
또, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 플랜트(1)의 운전 중에 부하 변동, 즉, 출력값이 변동하는 변동점(Xa~Xb, Xc~Xd)이 나타나는 경우가 있다. 이와 같은 부하 변동이 주기적으로 발생하도록 운용되고 있는 플랜트에서는, 샘플링 데이터군의 추출 타이밍과 변동점이 나타나는 타이밍이 일치하지 않고, 변동점에 있어서의 샘플링 데이터군이 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되지 않을 가능성이 있다. 이 경우, 부하 변동이 발생했을 때에, 실제로는 정상임에도 불구하고, 이상이라고 오판단될 가능성이 높아진다. 이 때문에, 본 실시형태에 관한 채용 결정부(141C)는, 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제하며, 또한, 종래의 기술에서는 채용되기 어려운 변동점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되도록, 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 채용 확률 Pi를 계산하여, 샘플링 데이터군을 채용할지 여부를 결정한다.
구체적으로는, 채용 결정부(141C)는, 도 4에 나타내는 절차에 따라 채용 확률 Pi를 계산한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 채용 결정부(141C)는, "표준 채용 확률 P0"과, 단위 공간의 생성(갱신) 타이밍을 조정하기 위한 "조정 인자 f"를 설정한다(스텝 S131).
"표준 채용 확률 P0"은, 모든 샘플링 데이터군에 대하여, 어느 정도의 확률로 채용되는지를 규정한 값이다. 예를 들면, "표준 채용 확률 P0"은, 약 4시간에 1회의 비율로 샘플링 데이터군이 채용되도록 값이 설정되어 있다.
"조정 인자 f"는, 예를 들면 "1"~"10"의 정수로 나타나며, 수치가 클수록 단위 공간의 생성 타이밍(갱신 속도)이 빨라진다(샘플링 데이터군의 채용 확률이 높아진다). 신규의 플랜트를 기동했을 때, 플랜트의 정기 검사를 행했을 때 등, 단위 공간을 새롭게 생성할 필요가 있는 경우는, 단기간에 단위 공간이 생성되도록, 큰 값(예를 들면 "10")이 설정된다.
본 실시형태에서는, 채용 결정부(141C)는, 미리 기억부(13)에 기억되어 있는 "표준 채용 확률 P0" 및 "조정 인자 f"의 값을 읽어내어 설정한다. 또한, 플랜트(1)의 관리자는, 제어 장치(20) 또는 감시 단말(30)을 통하여 이들의 값을 변경해도 된다.
다음으로, 채용 결정부(141C)는, "출력값의 변동률의 절댓값의 기댓값 SC"와, "출력값의 변동량의 절댓값의 기댓값 SG"를 설정한다(스텝 S132).
출력값의 변동률은, 예를 들면, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 출력값의 2차 미분의 절댓값으로 나타난다. 채용 결정부(141C)는, 과거에 축적된 플랜트(1)의 샘플링 데이터군으로부터 구한 출력값의 변동률의 평균값을, "출력값의 변동률의 절댓값의 기댓값 SC"로서 설정한다.
출력값의 변동량은, 예를 들면 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 출력값의 구배(1차 미분)의 절댓값으로 나타난다. 채용 결정부(141C)는, 과거에 축적된 플랜트(1)의 샘플링 데이터군으로부터 구한 출력값의 변동량의 평균값을, "출력값의 변동량의 절댓값의 기댓값 SG"로서 설정한다.
다음으로, 채용 결정부(141C)는, "출력값의 변동률의 절댓값에 대한 채용 확률비 WC", 및 "출력값의 변동량의 절댓값에 대한 채용 확률비 WG"를 설정한다(스텝 S133).
"출력값의 변동률의 절댓값에 대한 채용 확률비 WC" 및 "출력값의 변동량의 절댓값에 대한 채용 확률비 WG"는, 채용 확률 Pi를 계산할 때에, 출력값의 변동률 및 변동량의 절댓값에 대하여 부여되는 가중값이며, 예를 들면 "20%"와 같은 비율로 나타난다.
본 실시형태에서는, 채용 결정부(141C)는, 미리 기억부(13)에 기억되어 있는 "출력값의 변동률의 절댓값에 대한 채용 확률비 WC" 및 "출력값의 변동량의 절댓값에 대한 채용 확률비 WG"의 값을 읽어내어 설정한다. 또한, 플랜트(1)의 관리자는, 제어 장치(20) 또는 감시 단말(30)을 통하여 이들의 값을 변경해도 된다.
다음으로, 채용 결정부(141C)는, 스텝 S131~S133에서 설정한 "표준 채용 확률 P0", "조정 인자 f", "출력값의 변동률의 절댓값의 기댓값 SC", "출력값의 변동량의 절댓값의 기댓값 SG", "출력값의 변동률의 절댓값에 대한 채용 확률비 WC", 및 "출력값의 변동량의 절댓값에 대한 채용 확률비 WG"와, 도 3의 스텝 S11에 있어서 취득한 출력값 Xi에 근거하여, 채용 확률 Pi를 계산한다(스텝 S134).
채용 확률 Pi를 구하는 계산 방법은 임의이지만, 적어도 출력값의 특이점에 있어서 큰 값이 되는 계산식으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 5의 출력값의 변동률, 변동량이 큰 점(예를 들면, 스텝 S132에 있어서 설정한 "출력값의 변동률의 절댓값의 기댓값 SC", "출력값의 변동량의 절댓값의 기댓값 SG" 중 적어도 한쪽의 값이 큰 점)을, 기대하는 비율로 채용할 수 있도록 파라미터값을 설정하여(예를 들면, 스텝 S133에 있어서 설정한 "출력값의 변동률의 절댓값에 대한 채용 확률비 WC", "출력값의 변동량의 절댓값에 대한 채용 확률비 WG"의 값을 조정하는 등으로 하여) 계산된다.
다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군에 대한 채용 확률 Pi가 난수 ri보다 큰지 여부를 판단한다(스텝 S14).
채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군에 대한 채용 확률 Pi가 난수 ri보다 작은 경우(스텝 S14: NO), 당해 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하지 않고, 처리를 종료한다.
한편, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군에 대한 채용 확률 Pi가 난수 ri보다 큰 경우(스텝 S14: YES), 당해 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용한다(스텝 S15).
이와 같이 함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이, 채용 확률 Pi의 적산값을 일정하게 하면서, "출력값의 변동률의 절댓값" 및 "출력값의 변동량의 절댓값" 중 적어도 한쪽이 클수록, 채용 확률 Pi를 상승시킬 수 있다.
다음으로, 단위 공간 생성부(141D)는, 샘플링 데이터군이 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되면, 새롭게 채용된 단위 공간 생성용 데이터군과, 과거에 채용된 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여, 새로운 단위 공간을 생성한다(스텝 S16).
본 실시형태에 있어서, 단위 공간 생성부(141D)는, 소정의 계측 기간(예를 들면 단위 공간을 생성하는 시점으로부터 8주 전까지의 기간)에 채용된, 소정수의 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성한다. 단위 공간 생성부(141D)는, 채용된 단위 공간 생성용 데이터군의 수가 소정수를 초과하는 경우, 가장 오래된 단위 공간 생성용 데이터군을 삭제하여 새로운 단위 공간을 생성한다.
또, 단위 공간 생성부(141D)는, 새롭게 생성한 단위 공간을 기억부(13)에 기억한다. 이때, 단위 공간 생성부(141D)는, 새롭게 생성한 단위 공간에 의하여, 과거의 단위 공간을 덮어쓰기하여 갱신해도 된다.
단위 공간 생성 기능부(141)는, 일정 주기(플랜트(1)의 센서에 의한 상태량의 계측 주기)마다, 상술한 처리를 반복하여 실행한다.
(플랜트 진단 기능부의 처리 플로)
도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 단위 공간의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 도 6~도 7을 참조하여, 플랜트 진단 기능부(142)에 있어서의 플랜트 진단 처리의 일례에 대하여 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 먼저 상태량 취득부(142A)는, 현재의 플랜트(1)의 상태량을 취득한다(스텝 S20).
이때, 상태량 취득부(142A)는, 기억부(13)에 축적되어 있는 상태량(샘플링 데이터군) 중, 최신의 것을 취득하도록 해도 된다.
다음으로, 마할라노비스 거리 계산부(142B)는, 상태량 취득부(142A)가 취득한 상태량에 근거하여, 마할라노비스 거리 D(도 7)를 계산한다(스텝 S21).
또한, 마할라노비스 거리 계산부(142B)는, 기존의 기술(예를 들면 특허문헌 1에 기재된 기술)을 이용하여 마할라노비스 거리 D를 계산한다.
다음으로, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 마할라노비스 거리 D가 임곗값 Dc(도 7) 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S22).
도 7은, 상술한 단위 공간 생성 처리(도 3)에 있어서 단위 공간 생성부(141D)가 생성한 단위 공간 A1과, 종래의 기술에 의하여 생성되는 단위 공간 A0을 2차원에 모의적으로 나타낸 예이다. 도 7의 예에서는, 단위 공간 생성부(141D)는, 플랜트(1)의 출력값(발전기(5)의 발전 전력) 및 압축기(2)의 입구 공기 온도를 단위 공간 생성용 데이터군으로 하여, 단위 공간 A1을 생성한다. B는 상태량, 즉, 플랜트(1)의 출력값 및 압축기(2)의 입구 공기 온도의 계측값이다. 또, 단위 공간 A1이 나타내는 실선이 임곗값 Dc이다.
본 실시형태에서는, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 미리 기억부(13)에 기억되어 있는 임곗값 Dc를 읽어내어, 판정을 행한다. 또한, 임곗값 Dc는, 예를 들면 단위 공간 A1의 최댓값보다 큰 값으로 적절히 설정되어 있어도 되고, 플랜트(1)의 고유의 특성, 제조 편차 등을 고려하여 설정되어 있어도 된다.
플랜트 상태 판정부(142C)는, 예를 들면 "상태량 E"와 같이, 마할라노비스 거리 D가 임곗값 Dc 이하인(단위 공간 A1을 나타내는 실선 내에 포함되는) 경우(스텝 S22: YES), 플랜트(1)의 운전 상태는 정상이라고 판단한다(스텝 S23).
한편, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 예를 들면 "상태량 F"와 같이, 마할라노비스 거리 D가 임곗값보다 큰(단위 공간 A1을 나타내는 실선 내에 포함되지 않은) 경우(스텝 S22: NO), 플랜트(1)의 운전 상태는 이상이라고 판단한다(스텝 S24).
상술한 바와 같이, 종래의 단위 공간 A0에는, 변동점(도 5의 Xa~Xb, Xc~Xd)에 있어서의 샘플링 데이터군이 단위 공간 생성용 데이터군으로서 포함되지 않을 가능성이 높다. 이 때문에, 예를 들면 부하 변동 시에 "상태량 E"가 계측된 경우, 당해 "상태량 E"는 단위 공간 A0의 범위를 초과하므로, 플랜트(1)의 운전 상태가 이상이라고 판단(오판단)된다.
그러나, 단위 공간 생성부(141D)가 생성한 새로운 단위 공간 A1에는, 변동점에 있어서의 샘플링 데이터군이 단위 공간 생성용 데이터군으로서 포함되어 있을 가능성이 높다. 이 때문에, 예를 들면 부하 변동 시에 "상태량 E"가 계측된 경우, 당해 "상태량 E"는 단위 공간 A1의 범위 내에 포함되므로, 플랜트(1)의 운전 상태가 정상이라고 올바르게 판단할 수 있다.
다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 플랜트(1)의 운전 상태가 이상이라고 판정하면(스텝 S24), 이상인 상태량의 항목(이상 항목)을 추정한다(스텝 S25).
플랜트 상태 판정부(142C)는, 예를 들면 직교표 분석에 의한 항목 유무의 망대(望大) SN비를 구하여, 이상이 있을 가능성이 높다고 추측되는 상태량의 항목을 추정한다.
다음으로, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 스텝 S21에 있어서 계산된 마할라노비스 거리 D와, 스텝 S25에 있어서 추정된 이상 항목을, 제어 장치(20) 및 감시 단말(30) 중 적어도 한쪽에 송신하여, 관리자에게 이상의 발생을 통지한다(스텝 S26).
또한, 본 실시형태에 관한 플랜트 진단 기능부(142)는, 상기의 플랜트 진단 처리를 정기적으로 자동 실행하도록 해도 되고, 제어 장치(20) 또는 감시 단말(30)을 통하여 관리자로부터 지정된 타이밍으로 실행하도록 해도 된다.
(하드웨어 구성)
도 8은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템(10)의 하드웨어 구성에 대하여 설명한다.
컴퓨터(900)는, CPU(901), 주 기억 장치(902), 보조 기억 장치(903), 인터페이스(904)를 구비한다.
상술한 플랜트 진단 시스템(10)은, 컴퓨터(900)에 실장된다. 그리고, 상술한 플랜트 진단 시스템(10)의 각 부의 동작은, 프로그램의 형식으로 각각의 컴퓨터(900)가 갖는 보조 기억 장치(903)에 기억되어 있다. CPU(901)(CPU(14))는, 프로그램을 보조 기억 장치(903)로부터 읽어내어 주 기억 장치(902)에 전개하여, 당해 프로그램에 따라 상기 처리를 실행한다. 또, CPU(901)는 프로그램에 따라, 처리에 수반하는 취득, 생성한 각종 정보를 기억하기 위한 기억 영역(기억부(13))을 주 기억 장치(902)에 확보한다. 또, CPU(901)는 프로그램에 따라, 처리 중의 데이터를 기억하는 기억 영역을 보조 기억 장치(903)에 확보한다.
또한, 컴퓨터(900)는, 인터페이스(904)를 통하여, 외부 기억 장치(910)와 접속되어 있으며, 상기 기억 영역은, 외부 기억 장치(910)에 확보되어도 된다.
또한, 적어도 일 실시형태에 있어서, 보조 기억 장치(903)는, 일시적이지 않은 유형의 매체의 일례이다. 일시적이지 않은 유형의 매체의 다른 예로서는, 인터페이스(904)를 통하여 접속되는 자기 디스크, 광 자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 또, 이 프로그램이 통신 회선에 의하여 컴퓨터(900)에 전송되는 경우, 전송을 받은 컴퓨터(900)가 당해 프로그램을 주 기억 장치(902)에 전개하여, 상기 처리를 실행해도 된다.
또, 당해 프로그램은, 상술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다. 또한, 당해 프로그램은, 상술한 기능을 보조 기억 장치(903)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램과의 조합으로 실현하는 것, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 된다.
(작용 효과)
이상과 같이, 본 실시형태에 관한 단위 공간 생성 기능부(141)(단위 공간 생성 장치)는, 일정 주기로 계측되는, 플랜트(1)의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득부(141A)와, 샘플링 데이터군을, 소정의 채용 확률 Pi로, 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정하는 채용 결정부(141C)와, 채용된 복수의 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성부(141D)를 구비한다.
이와 같이 함으로써, 단위 공간 생성부(141D)는, 단위 공간 작성용 데이터로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제하여, 상태량(부하 상태)의 변동에 대하여 로버스트한 마할라노비스 거리의 값을 얻을 수 있는 단위 공간을 생성할 수 있다. 즉, 단위 공간 생성부(141D)는, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감하는 것이 가능한 단위 공간을 생성할 수 있다. 이로써, 단위 공간 생성부(141D)는, 부하대별로 상이한 단위 공간을 생성하지 않고, 다양한 부하 상태에 대응 가능한 단위 공간을 생성할 수 있으므로, 단위 공간을 생성, 갱신, 관리하기 위한 비용을 저감시키는 것이 가능하다.
또, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 채용할지 여부를 판단하여, 샘플링 데이터군이 채용된 경우에는, 단위 공간 생성부(141D)가 새로운 단위 공간을 자동적으로 생성한다. 즉, 단위 공간 생성 기능부(141)는, 단위 공간을 생성, 갱신하는 작업을 자동화함으로써, 플랜트(1)의 관리자가 마할라노비스 거리를 참조하여 단위 공간의 갱신 필요 여부를 판단하는 번거로움을 삭감할 수 있다.
또, 단위 공간 생성 기능부(141)는, 샘플링 데이터군에 대응하는 플랜트의 출력값을 취득하는 출력값 취득부(141B)를 더 구비한다. 채용 결정부(141C)는, 취득된 출력값의 변동량이 클수록, 채용 확률 Pi를 상승시킨다.
이와 같이 함으로써, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군을 채용할 때에, 자의성이나 편향을 억제하면서, 출력값의 변동량이 클 때에 취득된 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되기 쉽게 할 수 있다. 이로써, 단위 공간 생성부(141D)는, 출력값의 변동량이 클 때, 즉, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감하는 것이 가능한 단위 공간을 생성할 수 있다.
또, 채용 결정부(141C)는, 취득된 출력값의 변동률이 클수록, 채용 확률 Pi를 상승시킨다.
이와 같이 함으로써, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군을 채용할 때에 자의성이나 편향을 억제하면서, 출력값의 변동률이 클 때에 취득된 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되기 쉽게 할 수 있다. 이로써, 단위 공간 생성부(141D)는, 출력값의 변동률이 클 때, 즉, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감하는 것이 가능한 단위 공간을 생성할 수 있다.
또, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 난수 ri를 생성함과 함께, 채용 확률 Pi를 계산한다. 그리고, 채용 결정부(141C)는, 채용 확률 Pi가 난수 ri보다 큰 경우, 샘플링 데이터군을 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정한다.
이와 같이, 채용 결정부(141C)는, 샘플링 데이터군의 채택 여부를 결정할 때에 난수 ri를 사용하므로, 특히 부하가 대략 일정한 경우는, 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에 관한 플랜트 진단 시스템(10)은, 일정 주기로 계측되는 플랜트(1)의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득부(141A)와, 샘플링 데이터군을, 소정의 채용 확률 Pi로, 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정하는 채용 결정부(141C)와, 채용된 복수의 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성부(141D)와, 플랜트(1)의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 플랜트(1)의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산부(142B)와, 단위 공간과, 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트(1)의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정부(142C)를 구비한다.
이와 같이 함으로써, 단위 공간 생성부(141D)는, 단위 공간 작성용 데이터로서 채용되는 샘플링 데이터군의 편향을 억제하여, 상태량(부하 상태)의 변동에 대하여 로버스트한 마할라노비스 거리의 값을 얻을 수 있는 단위 공간을 생성할 수 있다. 또, 플랜트 상태 판정부(142C)는, 이와 같은 단위 공간에 근거하여 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하므로, 플랜트의 부하 상태의 변동에 과민하게 반응하여, 플랜트가 이상 상태라고 오판단하는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 이들에 한정되지 않고, 다소의 설계 변경 등도 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에 있어서, 단위 공간 생성 기능부(141)(단위 공간 생성 장치) 및 플랜트 진단 기능부(142)(플랜트 진단 장치)가 모두 CPU(14) 상에 있어서 기능하는 예에 대하여 설명했지만, 이에 한정되는 일은 없다. 다른 실시형태에서는, 단위 공간 생성 기능부(141) 및 플랜트 진단 기능부(142)는, 상이한 CPU 상에 있어서 기능하도록 구성되어 있어도 되고, 상이한 장치(컴퓨터)로서 구성되어 있어도 된다.
(산업상 이용가능성)
상술한 단위 공간 생성 장치, 플랜트 진단 시스템, 단위 공간 생성 방법, 플랜트 진단 방법, 및 프로그램에 의하면, 부하 변동 시에 있어서의 이상 상태의 오검출을 저감할 수 있다.
1 : 플랜트
10 : 플랜트 진단 시스템
11 : 입출력부
12 : 통신 인터페이스(I/F)
13 : 기억부
14 : CPU
141 : 단위 공간 생성 기능부(단위 공간 생성 장치)
141A : 샘플링 데이터 취득부
141B : 출력값 취득부
141C : 채용 결정부
141D : 단위 공간 생성부
142 : 플랜트 진단 기능부(플랜트 진단 장치)
142A : 상태량 취득부
142B : 마할라노비스 거리 계산부
142C : 플랜트 상태 판정부
20 : 제어 장치
30 : 감시 단말

Claims (8)

  1. 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에, 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 장치로서,
    일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 복수의 상태량으로 이루어지는 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득부와,
    상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용할지 여부를 결정하는 채용 결정부와,
    채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성부와,
    상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 출력값 취득부
    를 구비하고,
    상기 채용 결정부는,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하고,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시키는
    단위 공간 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변동률은, 상기 출력값의 2차 미분의 절댓값으로 나타나는
    단위 공간 생성 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 변동량은, 상기 출력값의 1차 미분의 절댓값으로 나타나는
    단위 공간 생성 장치.
  4. 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 시스템으로서,
    상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산부와,
    단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정부
    를 구비하고,
    상기 단위 공간은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 단위 공간 생성 장치를 이용하여 생성하는
    플랜트 진단 시스템.
  5. 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 방법으로서,
    일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득 스텝과,
    상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용할지 여부를 결정하는 채용 결정 스텝과,
    채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 스텝과,
    상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 스텝
    을 갖고,
    상기 채용 결정 스텝은,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하고,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시키는
    단위 공간 생성 방법.
  6. 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 방법으로서,
    상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산 스텝과,
    단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정 스텝
    을 갖고,
    상기 단위 공간은, 청구항 5에 기재된 단위 공간 생성 방법을 이용하여 생성하는
    플랜트 진단 방법.
  7. 마할라노비스 거리에 근거하여 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 사용하는 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터에,
    일정 주기로 계측되는, 상기 플랜트의 상태량의 샘플링 데이터군을 취득하는 샘플링 데이터 취득 스텝과,
    상기 샘플링 데이터군을 취득할 때마다 계산하는 채용 확률을 근거로, 상기 샘플링 데이터군을 단위 공간의 기초로 하는 단위 공간 생성용 데이터군으로서 채용하는 것을 결정하는 채용 결정 스텝과,
    채용된 복수의 상기 단위 공간 생성용 데이터군에 근거하여 단위 공간을 생성하는 단위 공간 생성 스텝과,
    상기 샘플링 데이터군에 대응하는 상기 플랜트의 출력값을 취득하는 스텝
    을 실행시키고,
    상기 채용 결정 스텝은,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 큰 점에 있어서의 샘플링 데이터군이 채용되기 쉽도록 채용 확률을 계산하고,
    취득된 상기 출력값의 변동률 및 변동량 중 적어도 한쪽의 절댓값이 클수록, 상기 채용 확률을 상승시키는
    프로그램.
  8. 플랜트의 운전 상태를 진단하는 플랜트 진단 시스템의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터에,
    상기 플랜트의 운전 상태의 진단을 행할 때에 취득한 상기 플랜트의 상태량에 근거하여 마할라노비스 거리를 계산하는 마할라노비스 거리 계산 스텝과,
    단위 공간과, 상기 마할라노비스 거리에 근거하여 상기 플랜트의 운전 상태가 정상인지 여부를 판정하는 플랜트 상태 판정 스텝
    을 실행시키고,
    상기 단위 공간은, 청구항 7에 기재된 프로그램을 이용하여 생성하는
    프로그램.
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