JP2018163542A - Prediction device, prediction system, prediction method, and prediction program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、予測装置、予測システム、予測方法、および予測プログラムに関する。 The present invention relates to a prediction device, a prediction system, a prediction method, and a prediction program.
プラント等の物理システム(以下、単にプラントとも呼ぶ)の現在の稼働情報に基づいて、プラントの未来の状態を予測する技術が知られている。このような技術は、通常、プラントの特定のパラメータの測定値に基づいて、予測モデルを生成することで未来の状態を予測している。 A technique for predicting the future state of a plant based on current operation information of a physical system such as a plant (hereinafter also simply referred to as a plant) is known. Such techniques typically predict future conditions by generating a predictive model based on measured values of specific parameters of the plant.
特許文献1は、さまざまなプラントの状態に対し、数学モデルを用いてプラント状態を精度よく推定・予測する装置を開示している。具体的には、特許文献1は、プラントの状態を推定するために、プラントのデータ収集周期、予測モデルのパラメータ、関連度計算パラメータ、プラント状態量選択しきい値等を、ユーザ自らが入力している。 Patent Document 1 discloses an apparatus for accurately estimating / predicting a plant state using a mathematical model for various plant states. Specifically, in Patent Document 1, in order to estimate the state of a plant, the user himself / herself inputs a plant data collection period, a prediction model parameter, a relevance calculation parameter, a plant state quantity selection threshold, and the like. ing.
特許文献2は、予測結果の詳細な診断を行えるモデルであって、情報源の変化に適応しながら精度のよいモデルを選択する技術を開示している。具体的には、特許文献2は、時系列データを受けるごとに、各データの発生を予測するためのモデル系列を生成し、生成したモデル系列のうち実際の測定値と最も誤差の小さなモデル系列を選択している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique that can perform detailed diagnosis of a prediction result and that selects a model with high accuracy while adapting to changes in an information source. Specifically, each
特許文献3は、プロセスモデルのパラメータを変更しシミュレーションを実行した際に、その変更がシミュレーション結果のプラント全域に及ぼす影響を把握しやすいように視覚化することで、プロセスモデルのパラメータ調整を支援する装置を開示している。具体的には、特許文献3は、任意のモデルパラメータを変更した際の、プラント全域に亘る正負両方向の適合率の変化量が把握できるように構成されている。 Patent Document 3 supports the process model parameter adjustment by visualizing the change of the process model parameter and executing the simulation so that the effect of the change on the entire plant can be easily grasped. An apparatus is disclosed. Specifically, Patent Document 3 is configured so that the amount of change in the relevance ratio in both positive and negative directions over the entire plant when any model parameter is changed can be grasped.
上述の通り、特許文献1〜3は、プラントの状態を予測するために、プラントにおけるパラメータを任意に変更することで、最適な予測モデルを生成している。この場合、プラントの状態に影響するパラメータの数が増えるに連れて、モデルを生成するために変化させるパラメータを選択することは困難となる可能性がある。 As described above, Patent Documents 1 to 3 generate optimal prediction models by arbitrarily changing parameters in the plant in order to predict the state of the plant. In this case, as the number of parameters that affect the state of the plant increases, it may be difficult to select parameters to be changed to generate a model.
本発明の目的は、プラント等の物理システムの状態の時間変化に伴う遷移を容易に予測することのできる、予測装置、予測システム、予測方法、および予測プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a prediction device, a prediction system, a prediction method, and a prediction program capable of easily predicting a transition accompanying a time change of a state of a physical system such as a plant.
本発明の第1の態様の予測装置は、物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持する稼働情報記憶部と、前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を前記稼働情報記憶部に格納する情報収集部と、前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する要素値予測部と、前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する稼動状態予測部と、を備える。 The prediction apparatus according to the first aspect of the present invention includes an operation information storage unit that stores operation information including at least an element value of a physical system, and collects the operation information of the physical system and uses the operation information as the operation information. An information collection unit stored in a storage unit; an element value prediction unit that calculates the future element value of the physical system as a predicted element value based on the element value; and a future of the physical system based on the predicted element value An operating state prediction unit for predicting the operating state of
本発明の第2の態様の予測システムは、本発明の第1の態様の予測装置と、物理システムを監視する監視装置とを含み、前記監視装置は、前記物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を測定する測定部を備える。 A prediction system according to a second aspect of the present invention includes the prediction apparatus according to the first aspect of the present invention and a monitoring device that monitors a physical system, and the monitoring device includes at least an element value of the physical system. A measurement unit for measuring information is provided.
本発明の第3の態様の予測方法は、物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持し、前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納し、前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出し、前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する。 The prediction method according to the third aspect of the present invention holds operation information including at least element values of a physical system, collects the operation information of the physical system, and stores the operation information in an operation information storage unit. The future element value of the physical system is calculated as a predicted element value based on the element value, and the future operating state of the physical system is predicted based on the predicted element value.
本発明の第4の態様の予測プログラムは、コンピュータに、物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持する処理と、前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納する処理と、前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する処理と、前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する処理と、を実行させる。 The prediction program according to the fourth aspect of the present invention includes a process for storing operation information including at least element values of a physical system in a computer, and storing the operation information while collecting the operation information of the physical system. A process of storing in the storage unit, a process of calculating the future element value of the physical system as a predicted element value based on the element value, and a future operating state of the physical system is predicted based on the predicted element value Process.
本発明によれば、プラント等の物理システムの状態の時間変化に伴う遷移を容易に予測することのできる、予測装置、予測システム、予測方法、および予測プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a prediction device, a prediction system, a prediction method, and a prediction program capable of easily predicting a transition accompanying a time change of a state of a physical system such as a plant.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る予測装置の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the prediction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
予測装置10は、稼働情報記憶部101と、情報収集部102と、要素値予測部103と、稼動状態予測部104とを備える。
The
稼働情報記憶部101は、プラントの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持している。本実施形態において、「要素」とは、プラントに設置されている流量センサ、圧力センサ、および電流センサ等の測定器を意味している。そして、「要素値」とは流量センサ、圧力センサ、および電流センサ等の測定値を意味している。稼働情報記憶部101は、過去から現在までの稼働情報全てを保持していてもよいし、特定の一定期間のみの稼働情報を保持していてもよい。
The operation
情報収集部102は、プラントの稼働情報を収集する。また、情報収集部102は、収集した稼働情報を稼働情報記憶部101に格納する。
The
要素値予測部103は、稼働情報記憶部101が保持する稼働情報のうち、要素値に基づいて、プラントの未来の要素値である予測要素値を算出する。
The element
稼動状態予測部104は、予測要素値に基づいて、プラントの未来の稼働状態を予測する。
The operation
図2は、予測装置10の動作の流れを示すフローチャートである。以下では、図1および図2を参照しつつ、予測装置10の動作の流れについて説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation flow of the
まず、稼働情報記憶部101は、プラントの稼働情報を保持する(ステップS101)。次いで、情報収集部102は、プラントの稼働情報を収集しつつ、稼働情報記憶部101に格納する(ステップS102)。次いで、要素値予測部103は、稼働情報の要素値に基づいて、予測要素値を算出する(ステップS103)。最後に、稼動状態予測部104は、予測要素値に基づいて、プラントの未来の稼動状態を予測する(ステップS104)。
First, the operation
[第2の実施形態]
図3は、本発明の第2の実施形態に係る予測システムの構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a prediction system according to the second embodiment of the present invention.
予測システム100Aは、予測装置10Aと、監視装置20と、管理者装置30とを含む。予測装置10Aには、監視装置20および管理者装置30が接続されている。
The
予測装置10Aは、稼働情報記憶部101と、情報収集部102と、要素値予測部103と、稼動状態予測部104と、予測要素値記憶部105と、相関モデル生成部106と、相関モデル記憶部107と、指示部108とを備える。
The
情報収集部102は、監視装置20からプラントに関する稼働情報を受ける。また、情報収集部102は、受けた稼働情報を稼働情報記憶部101に格納する。
The
要素値予測部103は、稼働情報記憶部101が保持する要素の値を抽出する。また、要素値予測部103は、抽出した要素の値に基づいて予測要素値を算出する。さらに、要素値予測部103は、算出した予測要素値を予測要素値記憶部105に格納する。なお、要素値予測部103が抽出する要素に、特に制限はなく、ユーザが任意に抽出する要素を選択すればよい。具体的には、要素値予測部103が抽出する要素は、例えば、プラントに含まれるタービンや、ボイラーの稼動状態である。
The element
予測要素値記憶部105は、予測要素値を保持している。
The prediction element
相関モデル生成部106は、稼働情報記憶部101から一定期間の稼働情報を抽出する。そして、相関モデル生成部106は、抽出した稼働情報のうち、少なくとも任意の2つの稼働情報の値について、時系列の変換関数を導出する。これにより、相関モデル生成部106は、プラントの稼動状態の相関モデルを生成することができる。
The correlation
相関モデル記憶部107は、相関モデル生成部106が生成した相関モデルを保持している。すなわち、相関モデル生成部106は、生成した相関モデルを相関モデル記憶部107に格納する。
The correlation
指示部108は、管理者装置30が受け付けたユーザからの指示を監視装置20に送信する。
The
稼動状態予測部104は、予測要素値記憶部105から読み出した予測要素値と、相関モデル記憶部107から読み出した相関モデルとに基づいて、プラントの未来の稼動状態を予測する。具体的には、稼動状態予測部104は、相関モデル記憶部107が保持する相関モデルに対し、特定の予測要素値を受けることでプラントの未来の稼動状態を予測する。
The operation
監視装置20は、プラントに接続されており、プラントの流量、温度、圧力等のプラントの稼動状態を測定する測定部201を備えている。測定部201をまた、監視装置20は、予測装置10Aの指示部108の指示に従ってプラントのプロセス制御を実行する。なお、監視装置20は、プラントの稼動状態を、ユーザに対してウェブサービスや業務サービスで提供する情報処理装置であってもよい。
The
管理者装置30は、予測装置10Aの稼動状態予測部104の予測結果を受け、その予測結果をユーザに対して表示する。また、管理者装置30は、予測結果に応じたユーザからの指示を受け付けて、受け付けた指示を予測装置10Aの指示部108に送信する。
The
図4は、予測システム100Aが相関モデルを生成するまでの処理の流れを示すフローチャートである。以下、図3および図4を参照しつつ、予測システム100Aが相関モデルを生成するまでの処理の流れについて説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow until the
まず、情報収集部102は、監視装置20からプラントの動作状態を示す稼働情報を収集し、稼働情報記憶部101に格納する(ステップS201)。ここで、情報収集部102は、監視装置20がプラントに対してプロセス制御を実行している場合には、稼働情報を一定間隔ごとに収集し、稼働情報記憶部101に時系列に沿って格納することができる。すなわち、情報収集部102は、プラントの稼働情報を連続的に収集することができる。
First, the
図5は、稼働情報記憶部101が保持するプラントの稼働情報の一例を示す図である。図5において、「Time」は稼動状態を収集した日時を示し、「A.OUT_FLOW」はポンプAの出口における流量を示し、「B.OUT_FLOW」はポンプBの出口における流量を示し、「Z.OUT_FLOW」はポンプZの出口における流量を示している。具体的には、2016年8月1日の0時00分におけるポンプAの流量は12である。図5においては、それぞれのポンプの流量を1分間間隔で収集していることが示されている。例えば、2016年8月1日の0時01分におけるポンプAの流量は15、2016年8月1日の0時02分におけるポンプAの流量は34、2016年8月1日の0時03分におけるポンプAの流量は63である。なお、図5においては、1分間隔ごとの稼働情報が示されているが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。稼働情報を収集する間隔は、任意であってよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of plant operation information held by the operation
再び図4を参照する。次いで、相関モデル生成部106は、稼働情報記憶部101が保持する各々の稼働情報の間の変換関数を導出することによって相関モデルを生成する(ステップS202)。
Refer to FIG. 4 again. Next, the correlation
図6は、相関モデル生成部106が生成する相関モデルの一例を示す図である。図6において、入力(X)と、出力(Y)との変換関数は、例えば、以下の式(1)で表すことができる
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correlation model generated by the correlation
図6において、入力(X)を「A.OUT_FLOW」、出力(Y)を「B.OUT_PRESSURE」とした場合の式(1)におけるαは「−0.6」であり、βは「100」である。また、相関モデル生成部106は、式(1)で変換した出力(Y)の値の時系列と、出力(Y)の実測値の時系列の差である変換誤差に基づいて、重みを算出することができる。具体的には、入力(X)が「A.OUT_FLOW」、出力(Y)が「B.OUT_PRESSURE」の場合、重みは「0.88」である。同様に、相関モデル生成部106は、任意の2つの稼働情報間の変換関数を導出し、その変換関数の中で所定の重みを持つものを有効な相関として抽出する。これにより、相関モデル生成部106は、図6に示すような相関モデルを生成することができる。なお、上述の式(1)は、例示であり、本実施形態における変換関数を限定するものではない。本実施形態において、変換関数は、特に限定されず、任意の2つの稼働情報の値の時系列を変換するものであればよい。
In FIG. 6, α in equation (1) when the input (X) is “A.OUT_FLOW” and the output (Y) is “B.OUT_PRESSURE” is “−0.6”, and β is “100”. It is. Further, the correlation
再び図4を参照する。最後に、相関モデル生成部106は、生成した相関モデルを相関モデル記憶部107に格納する(ステップS203)。
Refer to FIG. 4 again. Finally, the correlation
ここで、本実施形態を更に詳しく説明する前に、本実施形態の関連技術について説明する。図7は、本実施形態の関連技術に係る予測システム100Bの構成を示すブロック図である。予測システム100Bは、予測装置10Bと、監視装置20と、管理者装置30とを含む。予測装置10Bは、相関モデルを利用してプラントの障害を分析する予測装置である。
Here, before explaining this embodiment in more detail, the related technique of this embodiment is demonstrated. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a
予測装置10Bは、稼働情報記憶部101と、情報収集部102と、相関モデル生成部106と、相関モデル記憶部107と、指示部108と、相関変化分析部109と、障害分析部110とを備える。
The
図8は、予測装置10Bにおいて、相関モデル生成部106が生成した相関モデルを相関モデル記憶部107に格納した後の、相関変化分析部109と、障害分析部110との動作の流れを示すフローチャートである。以下、図7および図8を参照して、相関変化分析部109と、障害分析部110との動作の流れについて説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of operations of the correlation
相関変化分析部109は、相関モデル生成部106が相関モデルを生成した後、プラントの正常状態における相関モデルの破壊分布を算出する。ここで、プラントの正常状態の稼動状態における複数のパラメータの相関関係において、その相関関係の関係性が保てなくなることを関係性の破壊という。そして、この関係性の破壊情報をまとめたものを破壊分布という。
The correlation
図9は、プラントにおける要素間のつながりを示した模式図であり、図9(a)は、正常状態における要素間のつながりを示し、図9(b)は相関関係の破壊の様子を示している。図9(a)は、プラントが正常状態である場合に、要素A、要素B、要素C、要素D、要素E、および要素Fはつながっており、それぞれの要素間には相関関係があることを示している。図9(b)は、要素D、要素E、および要素Fは破線でつながっており、これは要素D、要素E、要素Fの関係性が破壊されたことを意味している。相関変化分析部109は、図9に示したような要素間の関係性の破壊に関する情報に基づいて、破壊分布を算出する。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the connection between elements in the plant, FIG. 9 (a) shows the connection between elements in a normal state, and FIG. 9 (b) shows how the correlation is broken. Yes. FIG. 9A shows that when the plant is in a normal state, element A, element B, element C, element D, element E, and element F are connected, and there is a correlation between the elements. Is shown. In FIG. 9B, the element D, the element E, and the element F are connected by a broken line, which means that the relationship between the element D, the element E, and the element F is broken. The correlation
相関変化分析部109は、相関モデル生成部106が相関モデルを生成した後に、情報収集部102が新たに収集した稼働情報と、相関モデルに示される相関関係とのずれを算出する(ステップS301)。例えば、図5において、「2016年8月1日23時59分」のデータが新たな稼働情報であるとする。この場合、相関変化分析部109は、図6に示す相関モデルにおける変換関数を用いて算出した「2016年8月1日23時59分」における稼働情報の値と、「2016年8月1日23時59分」における稼働情報の実測値との差(ずれ)を算出する。
After the correlation
次いで、相関変化分析部109は、変換関数を用いて算出した稼働情報の値と、稼働情報の実測値との差が、予め定めた閾値を超えるか否かを算出する(ステップS302)。ここで、相関変化分析部109は、差が閾値よりも小さい場合(ステップS302において「NO」)、相関が維持されていると判断し、ステップS301に戻る。また、相関変化分析部109は、差が閾値よりも大きい場合(ステップS302において「YES」)、相関破壊が発生していると判断し、相関の変化の度合いを示す異常度情報と、相関変化に関する要素を示す異常要素情報とを含む相関変化情報を作成する(ステップS303)。そしてこの場合、相関変化分析部109は、相関変化情報を障害分析部110に出力する。なお、相関変化分析部109は、上述の処理を新たに取得された全ての稼働情報に対して行い、相関変化の有無を判断する。
Next, the correlation
障害分析部110は、相関変化分析部109から受けた相関変化情報に基づいて、変化の度合いが予め規定した閾値を超過している場合には、管理者装置30を介して、ユーザに対しプラントに異常が発生している可能性があることを提示する(ステップS304)。
If the degree of change exceeds a predetermined threshold based on the correlation change information received from the correlation
図10は、その他の関連技術に係る予測システム100Cの構成を示すブロック図である。予測システム100Cは、予測装置10Cと、監視装置20と、管理者装置30とを含む。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a
予測装置10Cは、稼働情報記憶部101と、情報収集部102と、稼働状態予測部104と、相関モデル生成部106と、相関モデル記憶部107とを備える。このような、予測装置10Cにおいて、稼働状態予測部104は、まず、相関モデル記憶部107が保持する相関モデルを受ける。また、稼働状態予測部104は、1つの要素の1つの時刻について、プラント全体の稼働情報をシミュレーションする。そして、稼働状態予測部104は、シミュレーションの結果を管理者装置30に出力する。
The
予測装置10Bおよび予測装置10Cは、上述のとおり、予測することが可能な時刻が1つである。しかしながら、プラントのメンテナンス計画の立案のためにはプラントの稼動状態の連続的な推移に関する情報を算出することが好ましい。
As described above, the
図11は、予測システム100Aにおいて、相関モデル生成部106が生成した相関モデルを相関モデル記憶部107に格納した後、要素値予測部103が要素値を算出するまでの動作の流れを示すフローチャートである。以下、図3および図11を参照して、本実施形態に係る予測システム100Aの動作の流れについて説明する。
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of operations until the element
要素値予測部103は、相関モデル生成部106が相関モデルを生成した後、稼働情報記憶部101から、特定の要素の、特定の期間について、稼働情報の時系列データを抽出する(ステップS401)。時系列データは、季節性、ノイズ等の様々な要因で非定常であることが多い。そのため、時系列データを定常化することが好ましい。
After the correlation
次いで、要素値予測部103は、時系列データの分散が一定か否かを判定する(ステップS402)。分散が一定でない場合(ステップS402において「NO」)、要素値予測部103は、時系列データに対して、指数変換や、対数変換を施して分散を一定にする(ステップS403)。
Next, the element
次いで、要素値予測部103は、時系列データが定常なデータであるか否かを判定する(ステップS404)。時系列データが非定常である場合(ステップS404において「NO」)、非定常性を除去する(ステップS405)。
Next, the element
次いで、要素値予測部103は、時系列データに季節性(周期性)があるか否かを判定する(ステップS406)。時系列データに季節性がある場合(ステップS406において「YES」)、季節性を除去する(ステップS407)。
Next, the element
ステップS401〜ステップS407の処理により定常的なデータを作成することができる。しかしながら、算出する期間が1つだけでは偶然性を排除できずに、要素値予測部103は誤った予測をしてしまう可能性がある。そのため、ステップS402において「YES」、ステップS404において「YES」、ステップS406において「NO」、およびステップS407の後、要素値予測部103は複数期間について定常データを作成する(ステップS408)。
Stationary data can be created by the processing in steps S401 to S407. However, there is a possibility that the element
次いで、要素値予測部103は、複数期間について定常的なデータに対し、ARモデル(Autoregressive Model:自己回帰モデル)や、ARMAモデル(Autoregressive moving average model:自己回帰移動平均モデル)に従って定常的なデータから偶然性を排除し、予測要素値を算出する(ステップS409)。一般的に、ARモデルは以下の式(2)のような形で記述され、ARMAモデルは以下の式(3)のような形で記述される。
Next, the element
式(2)において、Yは要素の予測値であり、X1〜Xnは、それぞれ、要素値の過去の値である。A1〜Anは、それぞれ、X1〜Xnの係数である。また、式(2)は定数項を含んでいてもよい。 In Expression (2), Y is a predicted value of an element, and X 1 to X n are past values of the element value. A 1 to An are coefficients of X 1 to X n , respectively. Moreover, Formula (2) may include a constant term.
式(3)において、Yは要素の予測値であり、X1〜Xnは、それぞれ、要素値の過去の値である。A1〜Anは、それぞれ、X1〜Xnの係数である。ε1〜εnは、それぞれ誤差項である。B1〜Bnは、それぞれ、ε1〜εnの係数である。また、式(3)は定数項を含んでいてもよい。 In Expression (3), Y is a predicted value of an element, and X1 to Xn are past values of the element value. A1 to An are coefficients of X1 to Xn, respectively. ε1 to εn are error terms, respectively. B1 to Bn are coefficients of ε1 to εn, respectively. Moreover, Formula (3) may include a constant term.
図12は、要素値予測部103が予測要素値を算出し、稼動状態予測部がプラントの未来の状態を予測するまでの流れを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow from when the element
まず、要素値予測部103は、予測要素値を算出した後、算出した予測要素値を予測要素値記憶部105に格納する(ステップS501)。
First, the element
次いで、稼動状態予測部104は、予測要素値記憶部105から1つの時刻の予測要素値を受け、相関モデル記憶部107から相関モデルを受ける(ステップS502)。
Next, the operating
次いで、稼動状態予測部104は、相関モデルに示される相関関係を維持するように他の要素値を算出する(ステップS503)。
Next, the operating
最後に、稼動状態予測部104は、ステップS502およびステップS503の処理を繰り返し、他の要素値を連続的に算出することで、プラントの稼動状態の時間変化を算出する(ステップS504)。
Finally, the operating
上述の通り、本実施形態は、複数期間の要素値に基づいて、プラントの時間変化をシミュレーションすることが容易になる。そのため、本実施形態は、プラントの稼動状態が、将来、どのように推移していくか確認することが可能となり、最適な時期にメンテナンスを実行するようにメンテナンス計画を立案するための一助となる。 As described above, according to the present embodiment, it is easy to simulate a time change of a plant based on element values of a plurality of periods. Therefore, this embodiment can confirm how the operating state of the plant will change in the future, and will help to devise a maintenance plan so that maintenance is executed at an optimal time. .
<その他の実施形態>
予測装置は、ハードウエアによって実現してもよいし、ソフトウエアによって実現してもよい。また、予測装置は、ハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実現してもよい。
<Other embodiments>
The prediction device may be realized by hardware or software. The prediction device may be realized by a combination of hardware and software.
図13は、予測装置を構成する情報処理装置(コンピュータ)の一例を示すブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of an information processing device (computer) that configures the prediction device.
図13に示すように、情報処理装置200は、制御部(CPU:Central Processing Unit)210と、記憶部220と、ROM(Read Only Memory)230と、RAM(Random Access Memory)240と、通信インターフェース250と、ユーザインターフェース260とを備えている。
As illustrated in FIG. 13, the
制御部(CPU)210は、記憶部220またはROM230に格納されたプログラムをRAM240に展開して実行することで、予測装置の各種の機能を実現することができる。また、制御部(CPU)210は、データ等を一時的に格納できる内部バッファを備えていてもよい。
The control unit (CPU) 210 can realize various functions of the prediction device by developing a program stored in the
記憶部220は、各種のデータを保持できる大容量の記憶媒体であって、HDD(Hard Disk Drive)、およびSSD(Solid State Drive)等の記憶媒体で実現することができる。また、記憶部220は、情報処理装置200が通信インターフェース250を介して通信ネットワークと接続されている場合には、通信ネットワーク上に存在するクラウドストレージであってもよい。また、記憶部220は、制御部(CPU)210が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。
The
ROM230は、記憶部220と比べると小容量なフラッシュメモリ等で構成できる不揮発性の記憶装置である。また、ROM230は、制御部(CPU)210が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。なお、制御部(CPU)210が読み取り可能なプログラムは、記憶部220およびROM230の少なくとも一方が保持していればよい。
The
なお、制御部(CPU)210が読み取り可能なプログラムは、コンピュータが読み取り可能な様々な記憶媒体に非一時的に格納した状態で、情報処理装置200に供給してもよい。このような記憶媒体は、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−R/W、半導体メモリである。
Note that the program readable by the control unit (CPU) 210 may be supplied to the
RAM240は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)及びSRAM(Static Random Access Memory)等の半導体メモリであり、データ等を一時的に格納する内部バッファとして用いることができる。
The
通信インターフェース250は、有線または無線を介して、情報処理装置200と、通信ネットワークとを接続するインターフェースである。
The
ユーザインターフェース260は、例えば、ディスプレイ等の表示部、およびキーボード、マウス、タッチパネル等の入力部である。
The
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが以下には限られない。 A part or all of the above embodiments can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
[付記1]
物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持する稼働情報記憶部と、
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を前記稼働情報記憶部に格納する情報収集部と、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する要素値予測部と、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する稼動状態予測部と、を備える、予測装置。
[Appendix 1]
An operation information storage unit that stores operation information including at least element values of the physical system;
An information collection unit that stores the operation information in the operation information storage unit while collecting the operation information of the physical system;
An element value prediction unit that calculates the future element value of the physical system as a prediction element value based on the element value;
An operation state prediction unit that predicts a future operation state of the physical system based on the prediction element value.
[付記2]
前記要素値予測部は、自己回帰モデルに従って前記予測要素値を算出する、付記1に記載の予測装置。
[Appendix 2]
The prediction apparatus according to appendix 1, wherein the element value prediction unit calculates the prediction element value according to an autoregressive model.
[付記3]
前記予測要素値を保持する予測要素値記憶部を備え、
前記要素値予測部は、算出した前記予測要素値を前記予測要素値記憶部に格納する、付記1または2に記載の予測装置。
[Appendix 3]
A prediction element value storage unit for holding the prediction element value;
The prediction device according to
[付記4]
前記稼働情報記憶部が保持する過去の前記稼働情報の時間変化に基づいて、過去の前記稼働情報と、現在の前記稼働情報との相関関係を示した相関モデルを生成する相関モデル生成部を備え、
前記稼動状態予測部は、前記予測要素値と、前記相関モデルとに基づいて、前記物理システムの未来の稼動状態を予測する、付記1〜3のいずれか1つに記載の予測装置。
[Appendix 4]
A correlation model generation unit configured to generate a correlation model indicating a correlation between the past operation information and the current operation information based on a time change of the past operation information held by the operation information storage unit; ,
The said operation state prediction part is a prediction apparatus as described in any one of appendix 1-3 which estimates the future operation state of the said physical system based on the said prediction element value and the said correlation model.
[付記5]
前記要素値予測部は、前記相関関係を維持するように前記予測要素値を算出する、付記4に記載の予測装置。
[Appendix 5]
The prediction device according to appendix 4, wherein the element value prediction unit calculates the prediction element value so as to maintain the correlation.
[付記6]
付記1〜5のいずれか1つに記載の予測装置と、物理システムを監視する監視装置とを含み、
前記監視装置は、
前記物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を監視する監視部を備える、予測システム。
[Appendix 6]
Including the prediction device according to any one of appendices 1 to 5, and a monitoring device that monitors the physical system;
The monitoring device
A prediction system comprising a monitoring unit that monitors operation information including at least element values of the physical system.
[付記7]
物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持し、
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納し、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出し、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する、予測方法。
[Appendix 7]
Holds operational information including at least element values of the physical system,
While collecting the operation information of the physical system, store the operation information in the operation information storage unit,
Calculating the future element value of the physical system based on the element value as a predicted element value;
A prediction method for predicting a future operating state of the physical system based on the prediction element value.
[付記8]
自己回帰モデルに従って前記予測要素値を算出する、付記7に記載の予測方法。
[Appendix 8]
The prediction method according to appendix 7, wherein the prediction element value is calculated according to an autoregressive model.
[付記9]
前記予測要素値を保持し、
算出した前記予測要素値を予測要素値記憶部に格納する、付記7または8に記載の予測方法。
[Appendix 9]
Holding the predicted element value;
The prediction method according to appendix 7 or 8, wherein the calculated prediction element value is stored in a prediction element value storage unit.
[付記10]
前記稼働情報記憶部が保持する過去の前記稼働情報の時間変化に基づいて、過去の前記稼働情報と、現在の前記稼働情報との相関関係を示した相関モデルを生成し、
前記予測要素値と、前記相関モデルとに基づいて、前記物理システムの未来の稼動状態を予測する、付記7〜9のいずれか1つに記載の予測方法。
[Appendix 10]
Based on the time change of the past operation information held by the operation information storage unit, generate a correlation model indicating a correlation between the past operation information and the current operation information,
The prediction method according to any one of appendices 7 to 9, wherein a future operating state of the physical system is predicted based on the prediction element value and the correlation model.
[付記11]
前記相関関係を維持するように前記予測要素値を算出する、付記10に記載の予測方法。
[Appendix 11]
The prediction method according to
[付記12]
コンピュータに、
物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持する処理と、
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納する処理と、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する処理と、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する処理とを実行させる、予測プログラム。
[Appendix 12]
On the computer,
A process for holding operation information including at least element values of the physical system;
A process of storing the operation information in the operation information storage unit while collecting the operation information of the physical system;
A process of calculating the future element value of the physical system as a predicted element value based on the element value;
The prediction program which performs the process which estimates the future operating state of the said physical system based on the said prediction element value.
[付記13]
前記コンピュータに更に、
自己回帰モデルに従って前記予測要素値を算出する処理を実行させる、付記12に記載の予測プログラム。
[Appendix 13]
In addition to the computer,
13. The prediction program according to
[付記14]
前記コンピュータに更に、
前記予測要素値を保持する処理と、
算出した前記予測要素値を予測要素値記憶部に格納する処理とを実行させる、付記12または13に記載の予測プログラム。
[Appendix 14]
In addition to the computer,
Processing for holding the predicted element value;
The prediction program according to
[付記15]
前記コンピュータに更に、
前記稼働情報記憶部が保持する過去の前記稼働情報の時間変化に基づいて、過去の前記稼働情報と、現在の前記稼働情報との相関関係を示した相関モデルを生成する処理と、
前記予測要素値と、前記相関モデルとに基づいて、前記物理システムの未来の稼動状態を予測する処理とを実行させる、付記12〜14のいずれか1つに記載の予測プログラム。
[Appendix 15]
In addition to the computer,
A process of generating a correlation model indicating a correlation between the past operation information and the current operation information, based on a time change of the past operation information held by the operation information storage unit;
The prediction program according to any one of
[付記16]
前記コンピュータに更に、
前記相関関係を維持するように前記予測要素値を算出する処理を実行させる、付記15に記載の予プログラム。
[Appendix 16]
In addition to the computer,
The pre-program according to
10,10A,10B,10C・・・予測装置
20・・・監視装置
30・・・管理者装置
100A,100B,100C・・・予測システム
101・・・稼働情報記憶部
102・・・情報収集部
103・・・要素値予測部
104・・・稼動状態予測部
105・・・予測要素値記憶部
106・・・相関モデル生成部
107・・・相関モデル記憶部
108・・・指示部
109・・・相関変化分析部
110・・・障害分析部
10, 10A, 10B, 10C ...
Claims (10)
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を前記稼働情報記憶部に格納する情報収集部と、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する要素値予測部と、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する稼動状態予測部と、を備える、予測装置。 An operation information storage unit that stores operation information including at least element values of the physical system;
An information collection unit that stores the operation information in the operation information storage unit while collecting the operation information of the physical system;
An element value prediction unit that calculates the future element value of the physical system as a prediction element value based on the element value;
An operation state prediction unit that predicts a future operation state of the physical system based on the prediction element value.
前記要素値予測部は、算出した前記予測要素値を前記予測要素値記憶部に格納する、請求項1または2に記載の予測装置。 A prediction element value storage unit for holding the prediction element value;
The prediction device according to claim 1, wherein the element value prediction unit stores the calculated prediction element value in the prediction element value storage unit.
前記稼動状態予測部は、前記予測要素値と、前記相関モデルとに基づいて、前記物理システムの未来の稼動状態を予測する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の予測装置。 A correlation model generation unit configured to generate a correlation model indicating a correlation between the past operation information and the current operation information based on a time change of the past operation information held by the operation information storage unit; ,
The prediction device according to claim 1, wherein the operation state prediction unit predicts a future operation state of the physical system based on the prediction element value and the correlation model.
前記監視装置は、
前記物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を測定する測定部を備える、予測システム。 Including the prediction device according to any one of claims 1 to 5 and a monitoring device that monitors a physical system,
The monitoring device
A prediction system comprising a measurement unit that measures operation information including at least element values of the physical system.
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納し、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出し、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する、予測方法。 Holds operational information including at least element values of the physical system,
While collecting the operation information of the physical system, store the operation information in the operation information storage unit,
Calculating the future element value of the physical system based on the element value as a predicted element value;
A prediction method for predicting a future operating state of the physical system based on the prediction element value.
物理システムの少なくとも要素値を含む稼働情報を保持する処理と、
前記物理システムの前記稼働情報を収集しつつ、該稼働情報を稼働情報記憶部に格納する処理と、
前記要素値に基づいて前記物理システムの未来の前記要素値を予測要素値として算出する処理と、
前記予測要素値に基づいて前記物理システムの未来の稼動状態を予測する処理と、を実行させる、予測プログラム。 On the computer,
A process for holding operation information including at least element values of the physical system;
A process of storing the operation information in the operation information storage unit while collecting the operation information of the physical system;
A process of calculating the future element value of the physical system as a predicted element value based on the element value;
A prediction program for executing a process of predicting a future operating state of the physical system based on the prediction element value.
自己回帰モデルに従って前記予測要素値を算出する処理を実行させる、請求項9に記載の予測プログラム。 In addition to the computer,
The prediction program according to claim 9, wherein processing for calculating the prediction element value is executed according to an autoregressive model.
Priority Applications (1)
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