WO2022102211A1 - 異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラム - Google Patents

異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラム Download PDF

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abnormality
work
information
factor
treatment work
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克幸 長田
裕史 小原
知之 小島
奏 関根
大輝 藤村
俊重 安威
学 齋藤
Original Assignee
三菱パワー株式会社
三菱重工業株式会社
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Priority to US18/021,672 priority patent/US20230315077A1/en
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    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/0272—Presentation of monitored results, e.g. selection of status reports to be displayed; Filtering information to the user

Definitions

  • This disclosure relates to an abnormality response teaching system, an abnormality factor estimation method, an abnormality response teaching method, and a program.
  • This disclosure claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-188660 filed in Japan on November 12, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a technique for preferably displaying a fault tree in such a situation.
  • Patent Document 2 describes an abnormality that has occurred by detecting an abnormality in the plant based on data acquired from a plurality of sensors provided in the plant and linking maintenance history information associated with the detected abnormality.
  • An abnormality diagnosis system that clarifies the diagnosis and treatment to be performed and gives work instructions to service personnel is disclosed.
  • This abnormality diagnosis system presents the FTA showing the diagnosis flow together with the diagnosis result of the abnormality to the service staff. The service staff can promptly implement appropriate countermeasures by comparing the diagnosis result of the abnormality diagnosis system with the FTA and proceeding with the diagnosis work.
  • the work of estimating the cause of an abnormality by comparing the data measured by the sensor with the FTA has a high work cost, and it takes a lot of time to estimate the factor with high accuracy. Then, there is a possibility that there will be a delay in dealing with the occurrence of an abnormality.
  • the present disclosure provides an abnormality response teaching system, an abnormality factor estimation method, an abnormality response teaching method and a program that can solve the above-mentioned problems.
  • the abnormality response teaching system includes an operation parameter acquisition unit that acquires operation parameters measured during operation of the device, and a device included in the device that is executed before the device is started.
  • the operation parameter and the diagnostic information are input to the FTA analyzed for the cause of the abnormality.
  • a factor analysis unit for analyzing the cause of the abnormality is provided.
  • the anomalous factor estimation method acquires the operating parameters measured during the operation of the apparatus, and shows the result of the operation diagnosis of the apparatus included in the apparatus, which is executed before the activation of the apparatus. Diagnostic information is acquired, and when an abnormality occurs in the apparatus, the operating parameters and the diagnostic information are input to the FTA in which the cause of the abnormality is analyzed, and the cause of the abnormality is analyzed.
  • the abnormal response teaching method acquires the operation parameters measured during the operation of the device, and obtains the result of the operation diagnosis of the device included in the device, which is executed before the start of the device.
  • the indicated diagnostic information is acquired, and when an abnormality occurs in the apparatus, the operating parameters and the diagnostic information are input to the FTA in which the cause of the abnormality is analyzed, the cause of the abnormality is analyzed, and the factor is described.
  • the program acquires the operating parameters measured during the operation of the device to the computer and shows the result of the operation diagnosis of the device included in the device executed before the start of the device. Diagnostic information is acquired, and when an abnormality occurs in the device, the operation parameters and the diagnostic information are input to the FTA that analyzed the cause of the abnormality, and a process of analyzing the cause of the abnormality is executed. ..
  • abnormality response teaching system abnormality factor estimation method, abnormality response teaching method and program
  • the cause of the abnormality can be estimated with high accuracy and in a short time. ..
  • the method for teaching how to deal with an abnormality in the present disclosure when an abnormality occurs in a plant or the like, it is possible to grasp how to deal with the abnormality.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of an abnormality response teaching system according to an embodiment.
  • the recovery management system 1 includes an abnormality response teaching system 10, a plant 20, a diagnostic system 30, and a terminal device 40.
  • the abnormality response teaching system 10 is communicably connected to the plant 20, the diagnostic system 30, and the terminal device 40.
  • Plant 20 is a plant subject to restoration management.
  • the plant 20 is provided with a large number of sensors 21.
  • the plant 20 includes a control device 22.
  • the sensor 21 outputs the measured value (operation parameter) to the error response teaching system 10.
  • the control device 22 acquires the operation parameters measured by the sensor 21, determines the operation state of the plant 20, and outputs the determination result to the abnormality response teaching system 10. For example, the control device 22 outputs an alarm signal when the operation parameter exceeds the threshold value, and further outputs a trip signal when the value at which the plant must be stopped.
  • the diagnostic system 30 confirms the operation of the equipment provided in the plant 20 before starting the plant 20, and outputs the result as diagnostic information to the error response teaching system 10.
  • the diagnostic system 30 outputs an instruction signal for changing the opening degree of the valve from closed to open and from open to closed in a stepwise manner to the valve provided in the plant 20, and the valve responds to the instruction signal. Diagnose the operation result.
  • a sensor capable of detecting an opening degree is attached to the valve, and the diagnostic system 30 acquires the opening degree detected by the sensor.
  • the diagnostic system 30 diagnoses that the operation of the valve is "normal” and outputs a value indicating normality to the abnormality response teaching system 10.
  • the diagnostic system 30 diagnoses that the valve operation is "almost normal”. Then, a value indicating that it is almost normal is output to the abnormality response teaching system 10. For example, when the operation of the valve is abnormal, the diagnostic system 30 diagnoses that the operation of the valve is "abnormal" and outputs a value indicating that the valve is abnormal to the error response teaching system 10.
  • the abnormality response teaching system 10 estimates the abnormality factor that caused the trip signal or the like based on the operation parameters, the diagnostic information by the diagnostic system 30, and the like. We will teach you how to deal with the abnormal factors.
  • the abnormality response teaching system 10 includes an operation data acquisition unit 11, a diagnosis information acquisition unit 12, an inspection work information acquisition unit 13, a factor analysis unit 14, an analysis result output unit 15, and a treatment work instruction unit 16.
  • a treatment work completion reception unit 17, a restart preparation completion notification unit 18, and a storage unit 19 are provided.
  • the operation data acquisition unit 11 acquires the latest operation data output by the plant 20.
  • the operation data includes operation parameters measured by the sensor 21, an alarm signal output by the control device 22, and a trip signal.
  • the alarm signal and trip signal serve as a trigger for processing that estimates the cause of abnormality and teaches the treatment work.
  • Operating parameters are used to determine anomalous factors.
  • the diagnostic information acquisition unit 12 acquires the diagnosis result (diagnosis information) of the operation diagnosis performed by the diagnosis system 30 before the start of the plant 20. If the operation is diagnosed as "abnormal” by the diagnostic system 30, the plant 20 is started after dealing with the abnormality. When the diagnosis system 30 diagnoses "normal” or “almost normal”, the plant 20 is started, and then when the plant 20 is stopped due to an abnormality, the diagnosis result by the diagnosis system 30 is used for estimating the cause of the abnormality. Will be done. For example, when "normal” is diagnosed by the diagnostic system 30, in the estimation of the abnormal factor, the item related to the operation of the device diagnosed as "normal” can be excluded from the candidates for the abnormal factor.
  • the inspection work information acquisition unit 13 acquires inspection work information including inspections performed on the plant 20, presence / absence of work, and operation confirmation results immediately after that. For example, in a periodic inspection, it is assumed that the equipment and parts included in the plant 20 are disassembled, and the valve that is closed during operation is opened. If there is a work mistake when assembling the disassembled equipment and returning it to the original state after the periodic inspection, or if you forget to return the valve to the original state after the periodic inspection, that will be the case in the operation of the plant 20 after the periodic inspection. , Trip, etc. may be a factor. In this way, inspections and construction involving disassembly of equipment can cause abnormalities.
  • the inspection work information acquisition unit 13 acquires inspection work information indicating the presence or absence of inspection and work before the start of the plant 20 in order to determine the possibility that the inspection and work have affected in estimating the cause of the abnormality.
  • the factor analysis unit 14 When the factor analysis unit 14 acquires an alarm signal or trip signal from the plant 20, the operation parameters measured by the sensor 21, the diagnostic information output by the diagnostic system 30, and the inspection work information are converted into an FTA (Fault Tree Analysis). It is input and the cause of abnormality of the plant 20 that is the source of the alarm signal and the trip signal is analyzed. To input to the FTA, apply the operation parameters, diagnostic information, and inspection work information to the judgment conditions set for each branch of the fault tree used in the FTA and each element, and judge whether or not the judgment conditions are satisfied. To say. For example, the factor analysis unit 14 inputs sensor data or the like into the FTA, and estimates anomalous factors by following in order while checking the determination conditions from the top of the tree.
  • FTA Failure Tree Analysis
  • the analysis result output unit 15 outputs an abnormal factor estimated by the factor analysis unit 14.
  • the treatment work instruction unit 16 identifies the treatment work for the abnormal factor estimated by the factor analysis unit 14, and transmits the treatment work instruction instructing the execution of the treatment work to the terminal device 40.
  • the treatment work is a work for removing the abnormal factor of the plant 20 and making the plant 20 restartable.
  • the treatment work completion reception unit 17 acquires information indicating the completion of the treatment work. For example, when the instructed treatment work is completed, the worker inputs the completion of the treatment work to the terminal device 40. When the completion of the treatment work is input, the terminal device 40 notifies the abnormality response teaching system 10 of the completion of the treatment work, and the treatment work completion reception unit 17 acquires this notification.
  • the restart preparation completion notification unit 18 notifies the control room in which the terminal device 40 and the operator of the plant 20 are monitoring the operation that the plant 20 can be restarted. The restart preparation completion notification unit 18 determines that the plant 20 can be restarted when all the treatment work is completed.
  • the storage unit 19 caused the operation data acquired by the operation data acquisition unit 11, the diagnostic information acquired by the diagnostic information acquisition unit 12, the inspection work information acquired by the inspection work information acquisition unit 13, an alarm signal, and a trip signal. Stores the fault tree for each event, information on the action work associated with the abnormal cause, and so on.
  • the terminal device 40 is, for example, a mobile terminal possessed by the operator of the plant 20.
  • the terminal device 40 displays the treatment work notified from the abnormality response teaching system 10.
  • the operator performs the work based on the information displayed on the terminal device 40, and deals with the abnormality of the plant 20.
  • the completion of the treatment work is input to the terminal device 40.
  • FIG. 2 shows an example of a fault tree.
  • FIG. 2 shows a part of a fault tree obtained as a result of analyzing the factors of trips due to misfire of a combustor among various events that cause trips of a gas turbine.
  • a misfire of a combustor occurs due to a poor fuel-air ratio or poor flame propagation (element 1).
  • poor fuel-to-air ratio occurs due to improper flow rate of ignition fuel or improper air flow rate at the time of ignition (element 2).
  • the improper flow rate of the ignited fuel is caused by a defect in the flow control valve that regulates the fuel flow rate, a defect in the fuel gas system, or the like (element 3).
  • a defective flow control valve is caused by a malfunction of the flow control valve or an error in the restoration work of the valve operated at the time of regular inspection (element 4).
  • the factor analysis unit 14 searches for the element 4 specified by these data by using the operation parameters, the diagnostic information, and the inspection work information.
  • a determination condition used for determining each branch on the tree is set in the storage unit 19 together with the fault tree, and the factor analysis unit 14 analyzes an abnormal factor based on this determination condition.
  • FIG. 3 shows an example of the judgment conditions for specifying the element 4.
  • Items marked with a circle in the table indicate that they are items used to determine the cause of the abnormality.
  • diagnostic information for the flow control valve, opening command for the flow control valve at the time of ignition, and operation parameter 1 for the opening command for example, a flow sensor that measures the fuel flow downstream of the flow control valve.
  • the presence or absence of an abnormality is determined by the difference in response indicated by the pressure sensor that measures the fuel pressure.
  • the diagnostic information is "almost normal" and the difference between the opening command and the response to the flow control valve is a predetermined value or more, the factor analysis unit 14 has a high possibility that the abnormal factor is a valve malfunction ( ⁇ ). ).
  • the factor analysis unit 14 determines that the possibility of valve malfunction cannot be ruled out ( ⁇ ). do. If the diagnostic information is "normal” and the difference between the opening command and the response to the flow control valve is within a predetermined value, the factor analysis unit 14 determines that the abnormal factor is unlikely to be a valve malfunction (x). do.
  • the presence or absence of an abnormality is determined based on the inspection work information and the diagnostic information for the fuel system valve. For example, when the diagnostic information is "normal” and the inspection work information is "none", the factor analysis unit 14 determines that the abnormal factor is unlikely to be a valve restoration error at the time of periodic inspection (x). For example, if the diagnostic information is "normal” and the inspection work information is "yes”, it is judged that there is a high possibility of valve malfunction ( ⁇ ).
  • the factor analysis unit 14 determines that the fuel gas replacement failure may be the cause of the combustor misfire trip based on the inspection work information.
  • the factor analysis unit 14 determines that the IGV malfunction may be the cause of the combustor misfire trip based on the operation parameter 2.
  • FIG. 3 shows an example of the determination condition of the element 4, the determination condition regarding the elements 1 to 3 may be set in the storage unit 19.
  • the operation parameters at the time of abnormality are compared with the fault tree, and the observer manually erases each element of the fault tree and estimates the cause of the abnormality.
  • the factor analysis unit 14 automatically determines the possibility that each element is an abnormal factor based on the predetermined determination conditions of each element, the operation parameter, and the like. This makes it possible to reduce the work cost of factor estimation and the time required for estimating anomalous factors.
  • a judgment is made using diagnostic information and inspection work information in addition to the operation parameters. This makes it possible to estimate the possibility of abnormal factors that cannot be determined by the operating parameters (for example, "valve restoration error at regular inspection" and "fuel gas replacement failure" in FIG. 3).
  • FIG. 4 shows the result of the factor analysis unit 14 deleting the fault tree based on the operation parameters, the diagnostic information, the inspection work information, and the judgment conditions of each element.
  • Factors judged to have a high possibility of anomalous factors are marked with a circle, factors judged to have a high possibility of anomalous factors are marked with a triangle, and factors judged to have a low possibility of anomalous factors. Is marked with a cross.
  • appropriate action work is registered in advance in association with each element indicating an abnormal factor defined in the fault tree.
  • the analysis result output unit 15 outputs to a display device or the like an image in which the fault tree, the analysis result of the abnormal factor by the factor analysis unit 14, and the treatment work are listed in association with each other, as illustrated in FIG. You may.
  • the analysis result output unit 15 displays the most probable abnormal factor (fuel gas replacement failure in the example of FIG. 4) in the most conspicuous manner, and the abnormal factor determined to be possible (FIG. 4). In the example of, valve malfunction, combustion cylinder abnormality) is displayed in a mode different from the abnormal factor considered to be highly probable, and the abnormal factor judged to be unlikely is grayed out.
  • the display may be performed according to the above. As a result, the observer can easily grasp the abnormal factor of the trip of the plant 20, the magnitude of the possibility thereof, and the treatment work required for each abnormal factor.
  • the treatment work instruction unit 16 instructs the worker to perform the treatment work based on the analysis result of the abnormal factor by the factor analysis unit 14 and the treatment work for the abnormal factor registered in the storage unit 19. For example, the treatment work instruction unit 16 identifies the corresponding treatment work for all the abnormal factors ( ⁇ and ⁇ ) determined by the factor analysis unit 14 to be possible, and terminals the abnormal factor and the treatment work instruction. It is transmitted to the device 40. For example, it is assumed that the determination result of the factor analysis unit 14 is "insufficient gas replacement", and "reignition" is registered in the storage unit 19 as the treatment work of "insufficient gas replacement". The treatment work instruction unit 16 transmits the abnormal factor "insufficient gas replacement” and the treatment work "reignition" to the terminal device 40.
  • FIG. 5 shows an example of a treatment work instruction transmitted to the terminal device 40.
  • the message "Ignition failure (combustor misfire trip) is likely to result in insufficient gas replacement, so perform ignition work" is displayed on the display screen of the terminal device 40.
  • the worker carries out the ignition work by referring to this display.
  • the treatment work instruction unit 16 may further transmit treatment work procedure information that teaches a specific method of performing the ignition work.
  • the procedure work procedure information may include not only sentences but also figures, photographs, moving images and the like.
  • the cause of the misfire trip of the combustor can be quickly confirmed and eliminated.
  • the treatment work instruction exemplified in FIG. 5 is a wording instruction for carrying out the ignition work.
  • the treatment work instruction unit 16 may instruct the worker to perform the treatment work by using not only the wording but also a figure or a moving image.
  • 6A and 6B show a schematic configuration diagram of the fuel system of the gas turbine. During the operation of the gas turbine, the fuel flows from the left side to the right side of the paper and is supplied from the manifolds M1 and M2 to the combustion chamber.
  • the fuel system is provided with an isolation valve V1, a vent valve V2, a shutoff valve V3, a vent valve V4, a shutoff valve V5, a pressure control valve V6, a flow control valve V7, and a flow control valve V8 in order from the upstream side in the fuel flow direction.
  • the isolation valve V1 and the vent valve V2 are valves that are manually opened and closed. As shown in FIG. 6A, the isolation valve V1 is open and the vent valve V2 is closed during the operation of the gas turbine. On the other hand, during the regular inspection, the isolation valve V1 is closed and the vent valve V2 is opened as shown in FIG. 6B.
  • the treatment work instruction unit 16 transmits the treatment work information such as "confirm the isolation valve V1 and the vent valve V2" to the terminal device 40 as a countermeasure against the "valve recovery error at the time of regular inspection".
  • the treatment work instruction unit 16 transmits, for example, FIG.
  • the treatment work instruction unit 16 may transmit a moving image showing a work procedure for guiding the positions of the isolation valve V1 and the vent valve V2, opening the isolation valve V1, and closing the vent valve V2.
  • the isolation valve for ensuring work safety is operated to isolate the equipment or parts to be worked on, and the equipment or parts are inspected or repaired.
  • the treatment work instruction unit 16 has the isolation valve instruction information for instructing the operation of the isolation valve, the work procedure for the component or the like existing at the position isolated by the isolation valve, and the position of the component and the component.
  • the work instruction information for instructing the information and the recovery valve instruction information for instructing the operation of the restoration valve may be output in the order of work.
  • a part that is easily mistakenly present near the part to be worked and the position information of the part may be output together.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the abnormality response teaching system according to the embodiment.
  • the operator inputs the inspection work information indicating whether or not the periodic inspection or the like has been carried out to the abnormality response teaching system 10.
  • the inspection work information acquisition unit 13 acquires the input inspection work information and records it in the storage unit 19 (step S1).
  • the person in charge of the diagnostic system 30 operates the diagnostic system 30 prior to starting the plant 20 to perform an operation diagnosis of a plurality of devices provided in the plant 20.
  • the result of the operation diagnosis is output to the display device or the like of the diagnosis system 30, and if an abnormality is diagnosed, appropriate measures are taken. If no abnormality is found in the operation diagnosis, the diagnosis system 30 outputs the diagnosis information for each device that has made the diagnosis to the abnormality response teaching system 10.
  • the diagnostic information acquisition unit 12 acquires diagnostic information and records it in the storage unit 19 (step S2).
  • the plant 20 starts to start by the operation of the operator of the plant 20 (step S3).
  • the operation data acquisition unit 11 acquires the operation parameters from the plant 20 and records them in the storage unit 19 (step S4).
  • the operation parameters include operation parameters measured by the sensor 21 of the plant 20, various control signals output by the control device 22, and the like.
  • the abnormality response teaching system 10 starts the analysis process of the abnormality factor.
  • the factor analysis unit 14 includes inspection work information, diagnostic information for each device, operation parameters before and after the occurrence of an abnormality, an FTA fault tree (FIG. 2) of an event indicated by an alarm signal or a trip signal, and a branch or element of the fault tree.
  • the determination condition (FIG. 3) for determining the above is read from the storage unit 19.
  • the factor analysis unit 14 analyzes the abnormal factor based on the fault tree (step S6).
  • the factor analysis unit 14 erases the elements that do not meet the judgment conditions based on the inspection work information, the diagnostic information, the operation parameters, and the judgment conditions of each element, and identifies the elements that meet the judgment conditions, that is, the abnormal factors. ..
  • the abnormality factor to be specified may be one or more.
  • the factor analysis unit 14 may have an abnormal factor with a high possibility ( ⁇ in FIG. 4), an abnormal factor with a medium possibility ( ⁇ in FIG. 3), etc., depending on the degree to which the operating parameters and the like match the judgment conditions. You may rank according to the size of.
  • the analysis result output unit 15 outputs the analysis result of the abnormal factor to a display device or the like (step S7).
  • the analysis result output unit 15 may display the anomalous factors remaining as a result of erasing the fault tree as illustrated in FIG. 4, together with the accuracy thereof.
  • the analysis result output unit 15 may further display the treatment work corresponding to the abnormal factor as illustrated in FIG.
  • the treatment work instruction unit 16 identifies the treatment work corresponding to the abnormal factor estimated by the factor analysis unit 14 (step S8).
  • the treatment work instruction unit 16 corresponds to an abnormal factor presumed to be possible ( ⁇ or ⁇ in FIG. 4) from the information for which the treatment work is set for each abnormal factor registered in advance in the storage unit 19. Read the action work.
  • the treatment work instruction unit 16 outputs a treatment work instruction instructing the execution of the treatment work specified in step S8 to the terminal device 40 (step S9).
  • the worker performs the indicated action work.
  • the treatment work is executed, the worker inputs the completion of the treatment work to the terminal device 40.
  • the terminal device 40 transmits the completion information of the treatment work to the error response teaching system 10.
  • the treatment work completion reception unit 17 acquires the treatment work completion information (step S10).
  • the worker may use the terminal device 40 to take a picture or a moving image of the work target portion after the treatment work is completed, and the terminal device 40 may transmit these image data to the abnormality response teaching system 10.
  • the error response teaching system 10 acquires image data.
  • the operator confirms the contents of the image data and confirms whether or not the treatment work has been performed correctly. When it is confirmed that the operation is performed correctly, the operator inputs to the abnormality response teaching system 10 that the treatment work has been completed.
  • the treatment work completion reception unit 17 acquires the treatment work completion information.
  • the treatment work completion reception unit 17 may display the acquisition status of completion information for the treatment work instructed by the treatment work instruction unit 16.
  • the recovery worker can check the progress of dealing with the abnormality.
  • the restart preparation completion notification unit 18 indicates that the restart preparation of the plant 20 is completed by the operator in charge of starting the plant 20. Notify the terminal device 40 or the like (step S11). This makes it possible to restart the plant 20.
  • the abnormality response teaching system 10 it is possible to automatically perform an analysis process of an abnormality factor using a fault tree. Since the abnormality factor is estimated using not only the operation parameter but also the diagnostic information and the inspection work information, the estimation accuracy of the abnormality factor can be improved. Inspection work information is not essential in the analysis process of abnormal factors by the factor analysis unit 14. For example, if the fault tree determination condition does not include the inspection work information, the inspection work information can be omitted. By registering information on the action work corresponding to the estimated abnormal factor in advance and providing it to the user side together with the estimated abnormal factor, it is possible to quickly deal with the abnormality. As a result, the plant 20 can be quickly restored to a normal operating state.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the abnormality response teaching system according to the embodiment.
  • the computer 900 includes a CPU 901, a main storage device 902, an auxiliary storage device 903, an input / output interface 904, and a communication interface 905.
  • the above-mentioned abnormality response teaching system 10 is mounted on the computer 900.
  • Each of the above-mentioned functions is stored in the auxiliary storage device 903 in the form of a program.
  • the CPU 901 reads the program from the auxiliary storage device 903, expands it to the main storage device 902, and executes the above processing according to the program.
  • the CPU 901 reserves a storage area in the main storage device 902 according to the program.
  • the CPU 901 secures a storage area for storing the data being processed in the auxiliary storage device 903 according to the program.
  • the term "computer system” as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • the "computer system” shall include the homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
  • the "computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a CD, DVD, or USB, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
  • the abnormality response teaching system 10 may be composed of a plurality of computers 900.
  • the abnormality response teaching system 10 the abnormality factor estimation method, the abnormality response teaching method and the program described in the embodiment are grasped as follows, for example.
  • the abnormality response teaching system 10 includes an operation parameter acquisition unit (operation data acquisition unit 11) that acquires operation parameters measured during operation of the apparatus (plant 20), and the apparatus.
  • the diagnostic information acquisition unit 12 that acquires diagnostic information indicating the result of the operation diagnosis of the device included in the device, which is executed before the start-up, and the operation parameter and the diagnostic information when an abnormality occurs in the device.
  • a factor analysis unit 14 for inputting into an FTA (fault tree) for analyzing the cause of the abnormality and analyzing the cause of the abnormality is provided.
  • FTA fault tree
  • the abnormality response teaching system 10 is the abnormality response instruction system 10 of (1), and acquires inspection work information showing the results of inspections and works performed on the device.
  • the inspection work information acquisition unit 13 is further provided, and the factor analysis unit 14 inputs the operation parameters, the diagnosis information, and the inspection work information into the FTA to analyze the factors.
  • the abnormality response teaching system 10 is the abnormality response teaching system 10 of (1) to (2), and instructs the treatment work for the factor analyzed by the factor analysis unit 14.
  • the treatment work instruction unit 16 for outputting the treatment work instruction information to be performed is further provided. By presenting the treatment work for confirming or removing the cause of the abnormality, it is possible to promptly take the treatment for the abnormality.
  • the treatment work instruction unit 16 may output the treatment work procedure information indicating the procedure of the treatment work in addition to the treatment work instruction information.
  • the abnormality response teaching system 10 is the abnormality response instruction system 10 of (3), and the treatment work instruction unit 16 operates an isolation valve for ensuring work safety.
  • the isolation valve instruction information instructing the above, the work procedure for the component existing at the position isolated by the isolation valve, the work instruction information instructing the position information of the component and the component, and the restart condition of the apparatus are satisfied.
  • the isolation valve is operated to ensure work safety, and the specified parts are inspected and restored. Even inexperienced workers will be able to carry out a series of treatment tasks such as operating the valve to create a restartable state and returning the isolation valve to its original state.
  • the abnormality response teaching system 10 is the abnormality response teaching system 10 of (3) to (4), and is the treatment work completion reception unit 17 that receives an input of completion of the treatment work. Further, when all the above-mentioned treatment operations are completed, a restart preparation completion notification unit 18 for notifying that the preparation for restart is completed is further provided. By providing a treatment work completion reception unit, it is possible to grasp the implementation status of the treatment work. By providing the restart preparation completion notification unit, it is possible to restart the plant 20 after all the treatment work is completed.
  • the abnormality response teaching system 10 is the abnormality response teaching system 10 of (1) to (5), and the analysis result by the factor analysis unit 14 is obtained from the fault tree of the FTA. Further includes an analysis result output unit 15 which is output together with the analysis result output unit 15. By outputting the analysis result together with the fault tree, the structure of the fault tree indicates which of the abnormal factors defined in the fault tree is the cause of the abnormality that occurred this time and which is not the cause of the abnormality. It can be confirmed while referring to.
  • the abnormality factor estimation method acquires the operation parameters measured during the operation of the device (plant 20), and performs the operation diagnosis of the device included in the device, which is executed before the device is started.
  • the operation parameters and the diagnostic information are input to the FTA that analyzed the cause of the abnormality, and the cause of the abnormality is analyzed. ..
  • the operation parameters measured during the operation of the device are acquired, and the operation of the device included in the device is executed before the device is started. Diagnostic information indicating the result of diagnosis is acquired, and when an abnormality occurs in the apparatus, the operation parameters and the diagnostic information are input to the FTA that analyzed the cause of the abnormality, and the cause of the abnormality is analyzed. Then, the treatment work instruction information for instructing the treatment work corresponding to the above factor is output.
  • the abnormality response teaching method according to the ninth aspect is the abnormality response teaching method of (8), and further, when the input of the completion of the treatment work is accepted and all the treatment work is completed. Notifies that it is ready to restart.
  • the program according to the tenth aspect acquires the operation parameters measured during the operation of the device (plant 20) in the computer, and performs the operation diagnosis of the device included in the device, which is executed before the start of the device.
  • the operation parameters and the diagnostic information are input to the FTA that analyzed the cause of the abnormality, and the cause of the abnormality is analyzed. Execute the process.
  • abnormality response teaching system abnormality factor estimation method, abnormality response teaching method and program
  • the cause of the abnormality can be estimated with high accuracy and in a short time. ..
  • the method for teaching how to deal with an abnormality in the present disclosure when an abnormality occurs in a plant or the like, it is possible to grasp how to deal with the abnormality.

Abstract

異常の要因を推定して、その要因に対する処置作業を教示する異常時対応教示システムを提供する。異常時対応教示システムは、装置の運転中に計測された運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部と、装置の起動前に実行された装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得する診断情報取得部と、装置に異常が発生した場合に、運転パラメータと、診断情報とを異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、異常の要因を分析する要因分析部と、備える。

Description

異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラム
　本開示は、異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムに関する。本開示は、２０２０年１１月１２日に、日本に出願された特願２０２０－１８８６６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、プラントで異常が発生すると、監視員は、異常発生時にセンサによって計測された計測値と、フォルトツリーとを突き合わせて、異常の原因を推定する作業を行ってきた。特許文献１には、そのような状況でフォルトツリーの表示を好適に行う技術について開示されている。
　特許文献２には、プラントに設けられた複数のセンサから取得したデータに基づいて、プラントの異常を検知し、検知した異常と関連付けられた保守履歴情報を結びつけることにより、発生した異常に対して実施すべき診断、処置を明らかにし、サービス員への作業指示を行う異常診断システムが開示されている。この異常診断システムは、異常の診断結果とともに診断フローを示したＦＴＡをサービス員へ提示する。サービス員は、異常診断システムによる診断結果をＦＴＡと照らし合わせて診断作業を進めることによって、速やかに適切な対応策を実施することができる。
特開平０３－２１３８９１号公報 特開２０１２－１３７９３４号公報
　センサが計測したデータとＦＴＡを突き合わせて異常の原因を推定する作業は、作業コストが高く、高精度に要因を推定する為には多大な時間を要する。すると、異常発生時の対処に遅れが生じる可能性がある。
　本開示は、上述の課題を解決することのできる異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムを提供する。
　本開示の一態様によれば、異常時対応教示システムは、装置の運転中に計測された運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部と、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得する診断情報取得部と、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する要因分析部と、を備える。
　本開示の一態様によれば、異常要因推定方法は、装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する。
　本開示の一態様によれば、異常時対応教示方法は、装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析し、前記要因に対応した処置作業を指示する処置作業指示情報を出力する。
　本開示の一態様によれば、プログラムは、コンピュータに、装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する処理を実行させる。
　上記した異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムによれば、プラント等で異常が発生したときに、その異常の要因を高精度且つ短時間に推定することができる。本開示の異常時対応教示方法によれば、プラント等で異常が発生したときに、その異常への対処方法を把握することができる。
実施形態に係る異常時対応教示システムの一例を示すブロック図である。 実施形態に係るフォルトツリーの一例を示す図である。 実施形態に係るフォルトツリーの判断条件の一例を示す図である。 実施形態に係るフォルトツリーに基づく分析結果の一例を示す図である。 実施形態に係る処置作業指示情報の通知例を示す図である。 実施形態に係る処置作業指示情報の一例について説明する第１の図である。 実施形態に係る処置作業指示情報の一例について説明する第１の図である。 実施形態に係る異常時対応教示システムの動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る異常時対応教示システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
＜実施形態＞
　以下、実施形態に係る異常時対応教示システムについて、図１～図８を参照しながら詳しく説明する。
（構成）
　図１は、実施形態に係る異常時対応教示システムの一例を示すブロック図である。
　復旧管理システム１は、異常時対応教示システム１０と、プラント２０と、診断システム３０と、端末装置４０とを含む。異常時対応教示システム１０は、プラント２０と、診断システム３０と、端末装置４０と、通信可能に接続されている。
　プラント２０は、復旧管理対象のプラントである。プラント２０には、多数のセンサ２１が設けられている。プラント２０は、制御装置２２を備えている。センサ２１は、計測した計測値（運転パラメータ）を異常時対応教示システム１０へ出力する。制御装置２２は、センサ２１が計測した運転パラメータを取得し、プラント２０の運転状態を判断し、その判断結果を異常時対応教示システム１０へ出力する。例えば、制御装置２２は、運転パラメータが閾値を超過すると警報信号を出力し、さらに、プラントを停止しなければならない値となるとトリップ信号を出力する。
　診断システム３０は、プラント２０の起動前に、プラント２０が備える機器の動作確認を行い、その結果を診断情報として異常時対応教示システム１０へ出力する。例えば、診断システム３０は、プラント２０が備える弁に対し、弁の開度を閉から開、開から閉へと、開度をステップ状に変化させる指示信号を出力し、その指示信号に対する弁の動作結果を診断する。例えば、弁には、開度を検知できるセンサが取り付けられており、診断システム３０は、センサが検知した開度を取得する。例えば、弁の動作が全く正常な場合、診断システム３０は、弁の動作は「正常」であると診断し、正常を示す値を異常時対応教示システム１０へ出力する。弁の動作は異常では無いが、問題が無いといえない場合（例えば、開度指令に対する開動作に遅れが生じる等）、診断システム３０は、弁の動作は、「ほぼ正常」であると診断し、ほぼ正常であることを示す値を異常時対応教示システム１０へ出力する。例えば、弁の動作が異常な場合、診断システム３０は、弁の動作は、「異常」であると診断し、異常であることを示す値を異常時対応教示システム１０へ出力する。
　異常時対応教示システム１０は、プラント２０が警報信号やトリップ信号を出力したときに、運転パラメータ、診断システム３０による診断情報などに基づいて、トリップ信号等の原因となった異常要因を推定し、その異常要因への処置作業を教示する。異常時対応教示システム１０は、運転データ取得部１１と、診断情報取得部１２と、点検工事情報取得部１３と、要因分析部１４と、分析結果出力部１５と、処置作業指示部１６と、処置作業完了受付部１７と、再起動準備完了通知部１８と、記憶部１９と、を備える。
　運転データ取得部１１は、プラント２０が出力した最新の運転データを取得する。運転データは、センサ２１が計測した運転パラメータ、制御装置２２が出力した警報信号、トリップ信号を含む。警報信号やトリップ信号は、異常要因を推定し処置作業を教示する処理のトリガとなる。運転パラメータは、異常要因を判断するために用いられる。
　診断情報取得部１２は、プラント２０の起動前に診断システム３０が実施した動作診断の診断結果（診断情報）を取得する。診断システム３０によって動作が「異常」と診断されれば、その異常に対処してからプラント２０は起動される。診断システム３０によって「正常」又は「ほぼ正常」と診断された場合には、プラント２０は起動され、その後、プラント２０が異常により停止すると、診断システム３０による診断結果が、異常要因の推定に活用される。例えば、診断システム３０によって「正常」と診断された場合、異常要因の推定において、「正常」と診断された機器の動作に関する項目を異常要因の候補から除くことができる。診断システム３０によって「ほぼ正常」と診断された場合、異常要因の推定において、「ほぼ正常」と診断された機器に関する項目を、異常要因の可能性が高い候補からは除き、可能性は低いが異常要因である可能性を完全に否定しきれない対象として扱うことができる。
　点検工事情報取得部１３は、プラント２０に対して行われた点検、工事の有無やその直後の動作確認結果などを含む点検工事情報を取得する。例えば、定期点検において、プラント２０が備える機器や部品を分解したり、運転中は閉じておく弁を開いたりしたとする。定期点検が終わって、分解した機器を組み立てて元に戻すときに作業ミスがあったり、定期点検後に弁を元の状態に戻し忘れたりすると、そのことが、定期点検後のプラント２０の運転において、トリップ等の要因となる可能性がある。このように、機器の分解等を伴う点検や工事は、異常の原因となり得る。点検工事情報取得部１３は、異常要因の推定にあたり、点検や工事が影響した可能性を判断するため、プラント２０の起動前における点検や工事の有無を示す点検工事情報を取得する。
　要因分析部１４は、プラント２０から警報信号やトリップ信号を取得すると、センサ２１が計測した運転パラメータと、診断システム３０が出力した診断情報と、点検工事情報と、をＦＴＡ（Fault Tree Analysis）に入力し、警報信号やトリップ信号の元となったプラント２０の異常要因を分析する。ＦＴＡに入力するとは、ＦＴＡで用いるフォルトツリーの各分岐や各要素に設定された判断条件に、運転パラメータ、診断情報、点検工事情報を当てはめてその判断条件を満たすか否かの判断を行うことをいう。例えば、要因分析部１４は、センサデータ等をＦＴＡに入力し、ツリーの頂上から判断条件を確認しながら順に辿っていくことによって異常要因を推定する。
　分析結果出力部１５は、要因分析部１４が推定した異常要因を出力する。
　処置作業指示部１６は、要因分析部１４が推定した異常要因への処置作業を特定し、処置作業の実施を指示する処置作業指示を端末装置４０へ送信する。処置作業とは、プラント２０の異常要因を取り除き、プラント２０を再起動可能にするため作業である。
　処置作業完了受付部１７は、処置作業の完了を示す情報を取得する。例えば、作業員は、指示された処置作業が完了すると、端末装置４０へ処置作業の完了を入力する。端末装置４０は、処置作業の完了が入力されると、処置作業の完了を異常時対応教示システム１０へ通知し、処置作業完了受付部１７がこの通知を取得する。
　再起動準備完了通知部１８は、プラント２０が再起動可能となったことを、端末装置４０やプラント２０の運転員が運転監視を行っている制御室へ通知する。再起動準備完了通知部１８は、全ての処置作業が完了すると、プラント２０が再起動可能となったと判断する。
　記憶部１９は、運転データ取得部１１が取得した運転データ、診断情報取得部１２が取得した診断情報、点検工事情報取得部１３が取得した点検工事情報、警報信号やトリップ信号の原因となった事象ごとのフォルトツリー、異常要因と対応付けられた処置作業の情報などを記憶する。
　端末装置４０は、例えば、プラント２０の運転員が所持する携帯端末である。端末装置４０は、異常時対応教示システム１０から通知された処置作業を表示する。運転員は、端末装置４０に表示された情報に基づいて作業を行い、プラント２０の異常に対処する。処置作業が完了すると、端末装置４０に処置作業の完了を入力する。
　次に図２～図３を用いて異常要因の推定方法について説明する。
　図２にフォルトツリーの一例を示す。図２は、ガスタービンのトリップを引き起こす種々の事象のうち燃焼器の失火によるトリップについて、その要因を分析した結果得られるフォルトツリーの一部を示したものである。例えば、燃焼器の失火は、燃空比不良や火炎伝播不良（要素１）などによって発生する。例えば、燃空比不良は、着火燃料の流量不適性や着火時の空気流量の不適性が原因で発生する（要素２）。例えば、着火燃料の流量不適性は、燃料流量を調節する流調弁の不良、燃料ガス系統の不良などによって発生する（要素３）。例えば、流調弁の不良は、流調弁の動作不良や定検時に操作した弁の復旧作業の誤りなどによって発生する（要素４）。図２の例では、フォルトツリーを辿って、要素４のレベルまで事象を分析できると、燃焼器の失火によるトリップの原因を特定できたことになる。要因分析部１４は、運転パラメータ、診断情報、点検工事情報を用いて、これらのデータによって特定される要素４を探索する。記憶部１９には、フォルトツリーと共に、ツリー上の各分岐の判断に用いる判断条件が設定されていて、要因分析部１４は、この判断条件に基づいて、異常要因を分析する。
　図３に要素４を特定するための判断条件の一例を示す。表中、〇が付された項目は、異常要因を特定する判断に用いられる項目であることを示す。例えば、弁動作不良の場合、流調弁に対する診断情報と、着火時の流調弁に対する開度指令と開度指令に対する運転パラメータ１（例えば、流調弁の下流で燃料流量を計測する流量センサや、燃料圧力を計測する圧力センサなどの計測値）が示す応答の差によって異常の有無を判断する。例えば、診断情報が「ほぼ正常」で、流調弁に対する開度指令と応答の差が所定値以上であれば、要因分析部１４は、異常要因は、弁動作不良の可能性が高い（〇）と判断する。又は、流調弁に対する開度指令と応答の差が正常であっても診断情報が「ほぼ正常」であれば、要因分析部１４は、弁動作不良の可能性を排除できない（△）と判断する。診断情報が「正常」で、流調弁に対する開度指令と応答の差が所定値以内であれば、要因分析部１４は、異常要因が弁動作不良である可能性は低い（×）と判断する。
　例えば、定期点検時の弁復旧間違いの場合、点検工事情報と、燃料系統の弁に対する診断情報とに基づいて、異常の有無を判断する。例えば、診断情報が「正常」で、点検工事情報が「無し」の場合、要因分析部１４は、異常要因が、定期点検時の弁復旧間違いである可能性は低い（×）と判断する。例えば、診断情報が「正常」、点検工事情報が「有り」の場合、弁動作不良の可能性が高い（〇）などと判断する。
　同様に、燃料ガス置換不良の場合、要因分析部１４は、点検工事情報に基づいて、燃料ガス置換不良が燃焼器失火トリップの要因である可能性を判断する。ＩＧＶ（Inlet Guide Vane）動作不良の場合、要因分析部１４は、運転パラメータ２に基づいて、ＩＧＶ動作不良が燃焼器失火トリップの要因である可能性を判断する。
　図３には、要素４の判断条件の一例を示したが、記憶部１９には、要素１～３に関する判断条件が設定されていてもよい。
　一般に異常発生時の運転パラメータをフォルトツリーに照らし合わせて、監視員が手動で、フォルトツリーの各要素の消し込みを行い、異常要因を推定する作業が行われている。これに対し、本実施形態では、予め定められた各要素の判断条件と運転パラメータ等に基づいて、要因分析部１４が、自動的に各要素が異常要因である可能性を判断する。これにより、要因推定の作業コスト、異常要因の推定に要する時間を低減することができる。本実施形態では、運転パラメータに加えて、診断情報と点検工事情報を用いた判断を行う。これにより、運転パラメータでは判断できない異常要因についてもその可能性を推定することができる（例えば、図３の「定検時の弁復旧間違い」、「燃料ガス置換不良」）。例えば、図３の「弁動作不良」の場合のように運転パラメータによって判断することが可能であっても、診断情報を併せて用いることによって、より細やかな判断を行うことができる。このように本実施形態によれば、異常要因の推定精度を向上することができる。
　次に図４～図５を用いて異常要因の分析結果の表示例および異常要因に対する処置作業を指示する処理について説明する。図４に要因分析部１４が、運転パラメータと、診断情報と、点検工事情報と、各要素の判断条件と、に基づいてフォルトツリーの消し込みを行った結果を示す。異常要因の可能性が高いと判断された要因には〇が付され、異常要因の可能性があると判断された要因には△が付され、異常要因の可能性が低いと判断された要因には×が付されている。記憶部１９には、フォルトツリーに定義された異常要因を示す各要素と対応付けて、適切な処置作業が予め登録されている。例えば、分析結果出力部１５は、図４に例示するようにフォルトツリーと、要因分析部１４による異常要因の分析結果と、処置作業とを対応付けて一覧表示した画像を表示装置等に出力してもよい。分析結果出力部１５は、最も可能性が高いと考えられる異常要因（図４の例では、燃料ガス置換不良）を最も目立つ態様で表示し、可能性があると判断された異常要因（図４の例では、弁動作不良、燃焼筒異常）を、可能性が高いと考えられる異常要因とは異なる態様で表示し、可能性が低いと判断された異常要因をグレーアウトする等、可能性の大小に応じた表示を行ってもよい。これにより、監視員は、プラント２０のトリップの異常要因とその可能性の大小、各異常要因に必要な処置作業を容易に把握することができる。
　処置作業指示部１６は、要因分析部１４による異常要因の分析結果と、記憶部１９に登録された異常要因への処置作業とに基づいて、作業員に処置作業を指示する。例えば、処置作業指示部１６は、要因分析部１４によって、可能性があると判断された全ての異常要因（〇および△）について、対応する処置作業を特定し、異常要因および処置作業指示を端末装置４０へ送信する。例えば、要因分析部１４の判断結果が「ガス置換不足」であり、記憶部１９には「ガス置換不足」の処置作業として「再着火」が登録されているとする。処置作業指示部１６は、異常要因「ガス置換不足」とその処置作業「再着火」を端末装置４０へ送信する。図５に端末装置４０へ送信された処置作業指示の一例を示す。図５に示すように、端末装置４０の表示画面には、「着火失敗（燃焼器失火トリップ）はガス置換不足の可能性が高いので着火作業を実施してください」とのメッセージが表示されている。作業員は、この表示を参照すると、着火作業を実施する。このとき、処置作業指示部１６は、さらに着火作業の具体的な実施方法を教示する処置作業手順情報を送信してもよい。処置作業手順情報は、文章だけでなく、図、写真、動画などを含んでいてもよい。これにより、速やかに燃焼器の失火トリップの要因を確認し、取り除くことができる。このように、処置作業指示を行うことにより、作業員は、何を行うかが明確になり、速やかに異常要因を取り除き、プラント２０を再起動できるようになる。
　図５に例示する処置作業指示は、着火作業の実施を文言にて指示するものである。処置作業指示部１６は、文言だけではなく、図や動画を用いて、作業員へ処置作業を指示してもよい。
　図６Ａ，図６Ｂにガスタービンの燃料系統の概略構成図を示す。燃料は、ガスタービンの運転中、紙面の左側から右側へ流れ、マニフォールドＭ１、Ｍ２から燃焼室へ供給される。燃料系統には、燃料流れ方向の上流側から順に隔離弁Ｖ１、ベント弁Ｖ２、遮断弁Ｖ３、ベント弁Ｖ４、遮断弁Ｖ５、圧調弁Ｖ６、流調弁Ｖ７および流調弁Ｖ８が設けられている。隔離弁Ｖ１とベント弁Ｖ２は、手動で開閉する弁である。図６Ａに示すように、ガスタービンの運転中には、隔離弁Ｖ１が開、ベント弁Ｖ２が閉とされている。これに対し、定検中には、図６Ｂに示すように隔離弁Ｖ１が閉、ベント弁Ｖ２が開とされる。プラント２０の起動前に定期点検が実施されており、プラント２０に燃焼器の失火トリップが発生したとすると、点検工事情報「有り」が入力され、図３、図４を用いて説明したように、要因分析部１４は、異常要因として「定検時の弁復旧間違い」の可能性あり（又は、可能性が高い）と推定する。すると、処置作業指示部１６は、「定検時の弁復旧間違い」への対処として、例えば、「隔離弁Ｖ１とベント弁Ｖ２を確認」といった処置作業情報を端末装置４０へ送信する。処置作業指示部１６は、例えば、図６Ａを送信し、「隔離弁Ｖ１が開、ベント弁Ｖ２が閉となっていることを確認してください。」、「隔離弁Ｖ１が閉、ベント弁Ｖ２が開となっていれば、隔離弁Ｖ１を開、ベント弁Ｖ２を閉としてください。」等のメッセージを送信してもよい。さらに処置作業指示部１６は、隔離弁Ｖ１およびベント弁Ｖ２の位置を案内したり、隔離弁Ｖ１を開いたり、ベント弁Ｖ２を閉じたりする作業手順を示した動画などを送信してもよい。これにより、経験の浅い作業員でも確実に処置作業を実施することができる。
　一般的な例として、処置作業において、作業の安全を確保するための隔離用弁を操作して、作業対象の機器や部品を隔離し、その機器や部品に対する点検や修理等を行って、さらに復旧用弁を操作してプラント２０の再起動条件を満たすための状態を作り出し、最後に隔離用弁を元に戻すという一連の処置作業を行う場合を考える。このような場合、例えば、処置作業指示部１６は、隔離用弁の操作を指示する隔離弁指示情報と、隔離用弁によって隔離された位置に存在する部品等に対する作業手順および部品と部品の位置情報を指示する作業指示情報と、復旧用弁の操作を指示する復旧弁指示情報と、作業順に出力してもよい。作業指示情報においては、作業対象の部品の近くに存在する間違い易い部品やその部品の位置情報などを併せて出力してもよい。このように作業手順や作業位置を詳細化した情報を提供することで、異常発生時の緊迫した状況下でも、作業員は、誤りなく、処置作業を実施することができる。
（動作）
　次に図７を参照して異常時対応教示システム１０の動作について説明する。
　図７は、実施形態に係る異常時対応教示システムの動作の一例を示すフローチャートである。
　前提としてプラント２０の起動前であるとする。まず、運転員が、定期点検等を実施したか否かを示す点検工事情報を異常時対応教示システム１０へ入力する。点検工事情報取得部１３は、入力された点検工事情報を取得し、記憶部１９に記録する（ステップＳ１）。次に、診断システム３０の担当者が、プラント２０の起動に先立ち、診断システム３０を操作して、プラント２０に備わる複数の機器の動作診断を行う。動作診断の結果は、診断システム３０の表示装置等へ出力され、異常と診断されれば適切な対処が行われる。動作診断にて異常が発見されなかった場合、診断システム３０は、診断を行った機器ごとの診断情報を異常時対応教示システム１０へ出力する。診断情報取得部１２は、診断情報を取得し、記憶部１９に記録する（ステップＳ２）。次にプラント２０の運転員の操作により、プラント２０が起動を開始する（ステップＳ３）。プラント２０が起動を開始すると、運転データ取得部１１は、プラント２０から運転パラメータを取得し、記憶部１９に記録する（ステップＳ４）。運転パラメータには、プラント２０のセンサ２１が計測した運転パラメータ、制御装置２２が出力した各種制御信号などが含まれる。その後もプラント２０は運転を継続し、運転データ取得部１１は、運転パラメータを取得し続ける。運転データ取得部１１が、プラント２０から警報信号やトリップ信号を取得すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、異常時対応教示システム１０は、異常要因の分析処理を開始する。まず、要因分析部１４は、点検工事情報、機器ごとの診断情報、異常発生時前後の運転パラメータ、警報信号やトリップ信号が示す事象のＦＴＡのフォルトツリー（図２）、フォルトツリーの分岐や要素を判断する為の判断条件（図３）を記憶部１９から読み出す。次に要因分析部１４は、フォルトツリーに基づいて異常要因を分析する（ステップＳ６）。要因分析部１４は、点検工事情報、診断情報、運転パラメータと各要素の判断条件とに基づいて、判断条件に合致しない要素を消し込み、判断条件に合致する要素、つまり、異常要因を特定する。特定する異常要因は、１つでも複数でもよい。要因分析部１４は、運転パラメータ等が判断条件に合致する程度に応じて、可能性が高い異常要因（図４の〇）、可能性が中程度の異常要因（図３の△）など可能性の大小に応じたランク付けを行ってもよい。次に、分析結果出力部１５は、異常要因の分析結果を表示装置などに出力する（ステップＳ７）。例えば、分析結果出力部１５は、図４にて例示するようにフォルトツリーに対する消し込みの結果、残った異常要因を、その確度とともに表示してもよい。分析結果出力部１５は、図４にて例示するように異常要因に対応する処置作業をさらに表示してもよい。
　次に処置作業指示部１６が、要因分析部１４によって推定された異常要因に対応する処置作業を特定する（ステップＳ８）。処置作業指示部１６は、記憶部１９に予め登録された異常要因ごとに処置作業が設定された情報の中から、可能性あり（図４の〇又は△）と推定された異常要因に対応する処置作業を読み出す。次に処置作業指示部１６は、図５にて例示したように、ステップＳ８で特定した処置作業の実施を指示する処置作業指示を端末装置４０へ出力する（ステップＳ９）。作業員は、指示された処置作業を実行する。処置作業を実行すると、作業員は、処置作業の完了を端末装置４０へ入力する。端末装置４０は、処置作業の完了情報を異常時対応教示システム１０へ送信する。異常時対応教示システム１０では、処置作業完了受付部１７が処置作業の完了情報を取得する（ステップＳ１０）。又は、作業員が、端末装置４０を使って処置作業完了後の作業対象箇所の写真や動画を撮影し、端末装置４０がこれらの画像データを異常時対応教示システム１０へ送信してもよい。異常時対応教示システム１０は、画像データを取得する。運転員は、画像データの内容を確認し、処置作業が正しく実施されたかどうかを確認する。正しく実施されていることが確認できた場合、運転員は、処置作業が完了したことを異常時対応教示システム１０へ入力する。処置作業完了受付部１７は、処置作業の完了情報を取得する。処置作業完了受付部１７は、処置作業指示部１６が指示した処置作業に対する完了情報の取得状況を表示してもよい。これにより、復旧作業員は、異常への対処の進捗状況を確認することができる。処置作業完了受付部１７が全ての処置作業指示に対する完了情報を取得すると、再起動準備完了通知部１８は、プラント２０の再起動準備が完了したことを、プラント２０の起動を担当する運転員の端末装置４０などへ通知する（ステップＳ１１）。これにより、プラント２０の再起動が可能になる。
（効果）
　以上説明したように、異常時対応教示システム１０によれば、フォルトツリーを用いた異常要因の分析処理を自動的に行うことができる。運転パラメータだけではなく、診断情報や点検工事情報を用いて異常要因を推定するため、異常要因の推定精度を向上することができる。要因分析部１４による異常要因の分析処理において、点検工事情報は必須ではない。例えば、フォルトツリーの判断条件に点検工事情報が含まれていない場合、点検工事情報を省略することができる。
　推定した異常要因に対応する処置作業の情報を予め登録し、可能性ありと推定された異常要因とともにユーザ側へ提供することで、異常への対処を迅速に行うことができる。これにより、プラント２０を速やかに正常な運転状態に回復させることができる。処置作業の完了情報を取得し管理することで、異常への処置が漏れなく行われたか否かを把握することができる。
　全ての異常要因に対する処置作業が完了した段階で再起動準備完了通知を行うことで、再起動可能であることが担保された状態で、プラント２０を再起動することができる。
　上記実施例では、ガスタービンを含むプラントを例に説明を行ったが、本実施形態の異常時対応教示システム１０、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムの対象はこれに限定されず、蒸気タービン、ボイラ、コンプレッサ、過給機、エンジンなど、任意の機械、設備、装置に適用することができる。
　図８は、実施形態に係る異常時対応教示システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
　コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
　上述の異常時対応教示システム１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
　異常時対応教示システム１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。異常時対応教示システム１０は、複数のコンピュータ９００によって構成されていても良い。
　以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
＜付記＞
　実施形態に記載の異常時対応教示システム１０、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る異常時対応教示システム１０は、装置（プラント２０）の運転中に計測された運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部（運転データ取得部１１）と、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得する診断情報取得部１２と、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡ（フォルトツリー）に入力して、前記異常の要因を分析する要因分析部１４と、備える。
　これにより、ＦＴＡに基づいて異常要因を分析する作業を自動化し、異常要因の分析に要する時間を短縮することができる。運転パラメータと診断情報を用いて異常要因を分析するため、異常要因の分析精度を向上することができる。これらにより、プラントを速やかに正常な運転状態に戻すことができる。
（２）第２の態様に係る異常時対応教示システム１０は、（１）の異常時対応教示システム１０であって、前記装置について実行された点検や工事の実績を示す点検工事情報を取得する点検工事情報取得部１３、をさらに備え、前記要因分析部１４は、前記運転パラメータと、前記診断情報と、前記点検工事情報とを、前記ＦＴＡに入力して、前記要因を分析する。
　異常要因の分析にさらに点検工事情報を用いることで、異常要因の分析精度をさらに向上することができる。
（３）第３の態様に係る異常時対応教示システム１０は、（１）～（２）の異常時対応教示システム１０であって、前記要因分析部１４が分析した前記要因に対する処置作業を指示する処置作業指示情報を出力する処置作業指示部１６をさらに備える。
　異常要因を確認したり、取り除いたりするための処置作業を提示することで、異常に対する処置を迅速に行うことができる。処置作業指示部１６は、処置作業指示情報に加えて、処置作業の手順を示した処置作業手順情報を出力してもよい。
（４）第４の態様に係る異常時対応教示システム１０は、（３）の異常時対応教示システム１０であって、前記処置作業指示部１６が、作業の安全を確保する隔離用弁の操作を指示する隔離弁指示情報と、前記隔離用弁によって隔離された位置に存在する部品に対する作業手順および前記部品と前記部品の位置情報を指示する作業指示情報と、前記装置の再起動条件を満たすための復旧用弁の操作を指示する復旧弁指示情報とを出力する。
　隔離用弁情報と、作業指示情報と、復旧弁指示情報とを出力することにより、作業の安全を確保するために隔離用弁を操作し、所定の部品などに対し点検作業などを行い、復旧弁を操作して再起動可能な状態を作り出して、隔離弁を元の状態に戻すという一連の処置作業について、経験の浅い作業員でも実施することができるようになる。
（５）第５の態様に係る異常時対応教示システム１０は、（３）～（４）の異常時対応教示システム１０であって、前記処置作業の完了の入力を受け付ける処置作業完了受付部１７と、全ての前記処置作業が完了したときに、再起動の準備が完了したことを通知する再起動準備完了通知部１８と、をさらに備える。
　処置作業完了受付部を備えることにより、処置作業の実施状況を把握することができる。再起動準備完了通知部を備えることにより、全ての処置作業が完了してから、プラント２０の再起動を実行することができる。
（６）第６の態様に係る異常時対応教示システム１０は、（１）～（５）の異常時対応教示システム１０であって、前記要因分析部１４による分析結果を、前記ＦＴＡのフォルトツリーとともに出力する分析結果出力部１５、をさらに備える。
　フォルトツリーとともに分析結果を出力することにより、フォルトツリーで定義された異常要因のうち、どの異常要因が今回発生した異常の要因であり、どの異常要因が異常の要因では無いかをフォルトツリーの構造を参照しながら確認することができる。
（７）第７の態様に係る異常要因推定方法は、装置（プラント２０）の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する。
（８）第８の態様に係る異常時対応教示方法は、装置（プラント２０）の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析し、前記要因に対応した処置作業を指示する処置作業指示情報を出力する。
（９）第９の態様に係る異常時対応教示方法は、（８）の異常時対応教示方法であって、さらに、前記処置作業の完了の入力を受け付け、全ての前記処置作業が完了したときに、再起動の準備が完了したことを通知する。
（１０）第１０の態様に係るプログラムは、コンピュータに、装置（プラント２０）の運転中に計測された運転パラメータを取得し、前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する処理を実行させる。
　上記した異常時対応教示システム、異常要因推定方法、異常時対応教示方法およびプログラムによれば、プラント等で異常が発生したときに、その異常の要因を高精度且つ短時間に推定することができる。本開示の異常時対応教示方法によれば、プラント等で異常が発生したときに、その異常への対処方法を把握することができる。
１・・・復旧管理システム
１０・・・異常時対応教示システム
１１・・・運転データ取得部
１２・・・診断情報取得部
１３・・・点検工事情報取得部
１４・・・要因分析部
１５・・・分析結果出力部
１６・・・処置作業指示部
１７・・・処置作業完了受付部
１８・・・再起動準備完了通知部
１９・・・記憶部
２０・・・プラント
３０・・・診断システム
４０・・・端末装置
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

Claims (10)

  1. 　装置の運転中に計測された運転パラメータを取得する運転パラメータ取得部と、
    　前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得する診断情報取得部と、
    　前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する要因分析部と、
    　を備える異常時対応教示システム。
  2. 　前記装置について実行された点検や工事の実績を示す点検工事情報を取得する点検工事情報取得部、
    　をさらに備え、
    　前記要因分析部は、前記運転パラメータと、前記診断情報と、前記点検工事情報とを、前記ＦＴＡに入力して、前記要因を分析する、
    　請求項１に記載の異常時対応教示システム。
  3. 　前記要因分析部が分析した前記要因に対する処置作業を指示する処置作業指示情報を出力する処置作業指示部、
    　をさらに備える請求項１または請求項２に記載の異常時対応教示システム。
  4. 　前記処置作業指示部が、
    　作業の安全を確保する隔離用弁の操作を指示する隔離弁指示情報と、
    　前記隔離用弁によって隔離された位置に存在する部品に対する作業手順および前記部品と前記部品の位置情報を指示する作業指示情報と、
    　前記装置の再起動条件を満たすための復旧用弁の操作を指示する復旧弁指示情報と、を出力する、
    　請求項３に記載の異常時対応教示システム。
  5. 　前記処置作業の完了の入力を受け付ける処置作業完了受付部と、
    　全ての前記処置作業が完了したときに、再起動の準備が完了したことを通知する再起動準備完了通知部と、
    　をさらに備える請求項３から請求項４の何れか１項に記載の異常時対応教示システム。
  6. 　前記要因分析部による分析結果を、前記ＦＴＡのフォルトツリーとともに出力する分析結果出力部、
    　をさらに備える請求項１から請求項５の何れか１項に記載の異常時対応教示システム。
  7. 　装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、
    　前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、
    　前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する、
    　異常要因推定方法。
  8. 　装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、
    　前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、
    　前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析し、
    　前記要因に対応した処置作業を指示する処置作業指示情報を出力する、
    　異常時対応教示方法。
  9. 　さらに、前記処置作業の完了の入力を受け付け、
    　全ての前記処置作業が完了したときに、前記装置の再起動の準備が完了したことを通知する、
    　請求項８に記載の異常時対応教示方法。
  10. 　コンピュータに、
    　装置の運転中に計測された運転パラメータを取得し、
    　前記装置の起動前に実行された前記装置が備える機器の動作診断の結果を示す診断情報を取得し、
    　前記装置に異常が発生した場合に、前記運転パラメータと、前記診断情報とを前記異常の要因を分析したＦＴＡに入力して、前記異常の要因を分析する処理、
    　を実行させるプログラム。
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