JP2018169749A - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象装置の状態量の推定値の算出に用いるために各評価項目に適したモデルを決定する。【解決手段】取得部は、対象装置の第１の状態量の計測値を取得する。モデル決定部は、対象装置の管理のための評価項目ごとに、対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定する。推定部は、モデル決定部が決定したモデルを用いて、計測値に基づいて第２の状態量の値を推定する。管理部は、推定部が推定した値を用いて評価項目の値を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、プログラム、通信装置に関する。

発電プラント等のプラントにおいて、プラントを構成する装置の運用時の温度および圧力等の対象装置の状態量を監視装置が収集し、収集した状態量を装置の保守および監視等に用いることが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。

米国特許出願公開第２０１６／０００４７９４号明細書

特許文献１等では、プラント内の機器から状態量を取得することが記載されているが、一般的には、必ずしもプラント内の全ての機器が状態量を計測する計測器を具備しているとは限らない。
このため、情報処理装置は、機器から状態量の計測値を収集すると共に、状態量を収集できない機器の状態量の値を推測し、計測値と推定値とからプラントの運用の結果により生じる状態を予測する必要がある。しかしながら、プラントを説明するモデルが複数ある場合、何れのモデルにより推定値を算出すれば適切にプラントの管理を行うことができるのかが不明であった。
本発明は、上記の課題に鑑みてされたものであって、機器の状態量の推定値の算出に用いるのに、適切なモデルを決定することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、情報処理装置は、対象装置の第１の状態量の計測値を取得する計測値取得部と、前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定するモデル決定部と、前記モデル決定部が決定したモデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定する推定部と、前記推定部が推定した値を用いて前記評価項目の値を算出する管理部とを備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る情報処理装置は、前記対象装置の複数の状態量について、計測値を取得するか否かを決定する取得決定部をさらに備え、前記計測値取得部は、計測値を取得すると判定された状態量の計測値を取得し、前記推定部は、前記モデルを用いて、計測値を取得しないと判定された状態量の値を推定するものであってよい。

本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る情報処理装置は、前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記評価項目に基づいて決定するものであってよい。

本発明の第４の態様によれば、第２または第３の態様に係る情報処理装置は、前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記対象装置の機器構成に基づいて決定するものであってよい。

本発明の第５の態様によれば、第２から第４の何れかの態様に係る情報処理装置は、前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記モデルにおける前記状態量の値の変化率に基づいて決定するものであってよい。

本発明の第６の態様によれば、第１から第５の何れかの態様に係る情報処理装置は、前記モデルは、少なくとも統計モデルおよび物理モデルのいずれか一方を含むものであってよい。

本発明の第７の態様によれば、第１から第６の何れかの態様に係る情報処理装置は、前記状態量の値に基づいて前記モデルを更新するモデル更新部をさらに備え、前記推定部は、更新された前記モデルを用いて、前記状態量の値を推定するものであってよい。

本発明の第８の態様によれば、通信装置は、対象装置の状態量を計測する複数の計測器から計測値を取得する取得部と、前記対象装置の管理のための評価項目に基づいて、または前記管理装置から受信した状態量の送信要求に従って、前記複数の計測器による計測値の中から前記対象装置を管理する管理装置に送信するものを抽出する抽出部と、前記抽出部が抽出した前記計測値を前記管理装置に送信する送信部とを備える。

本発明の第９の態様によれば、情報処理方法は、対象装置の第１の状態量の計測値を取得することと、前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定することと、決定した前記モデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定することと、推定した前記値を用いて前記評価項目の値を算出することとを有する。

本発明の第１０の態様によれば、プログラムは、コンピュータに対象装置の第１の状態量の計測値を取得することと、前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定することと、決定した前記モデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定することと、推定した前記値を用いて前記評価項目の値を算出することとを実行させる。

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、情報処理装置は、対象装置の管理のための評価項目ごとに決定したモデルに基づいて第２の状態量の値を推定する。これにより、対象装置の状態量の推定値の算出に用いるために各評価項目に適したモデルを決定することができる。

第１の実施形態に係る管理システムの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係る通信装置の構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。 第４の実施形態に係る管理システムの動作の一例を示す図である。 第５の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。 第５の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る管理システムの構成を示す概略ブロック図である。
管理システム１は、対象装置１０と、複数の計測器２０と、通信装置３０と、管理装置４０とを備える。
対象装置１０は、管理装置４０による管理対象の装置である。対象装置１０の例としては、例えばガスタービン、蒸気タービン、ボイラ、石炭ガス化炉などが挙げられる。また、環境プラント、化学プラント、および航空機のような交輸システムであってもよい。
計測器２０は、対象装置１０に設けられ、対象装置１０の状態量を計測する。なお、計測器２０は、対象装置１０を構成するすべての機械に設けられているとは限られない。
通信装置３０は、計測器２０が計測した状態量の計測値をネットワークＮを介して管理装置４０に送信する。
管理装置４０は、通信装置３０から受信した計測値に基づいて対象装置１０を管理する。管理装置４０は、情報処理装置の一例である。

《管理装置の構成》
図２は、第１の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
管理装置４０は、計測値取得部４０１と、欠落検出部４０２と、モデル記憶部４０３と、推定部４０４と、評価値算出部４０５と、確率分布記憶部４０６と、確率特定部４０７と、評価値決定部４０８と、管理部４０９とを備える。

計測値取得部４０１は、通信装置３０から、複数の計測器２０によって計測された状態量の計測値を受信する。
欠落検出部４０２は、計測値取得部４０１が取得した複数の計測値に基づいて、管理すべき状態量のうち値が欠落しているものを検出する。ここで、値の欠落とは、時間的または空間的な欠落をいう。例えば、管理部４０９が時間Δｔごとの状態量を管理する場合において、時刻Ｔの計測値と時刻Ｔ＋２Δｔの計測値が取得された場合、欠落検出部４０２は、時刻Ｔ＋Δｔの計測値の欠落を検出する。また例えば、管理部４０９が距離Δｄごとの状態量を管理する場合において、位置（０，０）、位置（２Δｄ，０）、位置（０，２Δｄ）、位置（２Δｄ，２Δｄ）の計測値が取得された場合、位置（０，Δｄ）、位置（Δｄ，０）、位置（Δｄ，Δｄ）、位置（Δｄ，２Δｄ）、位置（２Δｄ，Δｄ）の計測値の欠落を検出する。

モデル記憶部４０３は、対象装置１０の挙動を説明する複数のモデルを記憶する。モデルとしては、統計モデルまたは物理モデルを用いることができる。統計モデルとは、対象装置１０の過去の運用における状態量の値に基づいて、統計学的に対象装置１０の挙動を再現したモデルである。統計モデルは、蓄積された過去の運用における状態量の値に基づいて更新される。物理モデルとは、対象装置１０の設計情報に基づいて、自然法則に倣った数式（例えば、熱力学方程式）により対象装置１０の挙動を再現したモデルである。
推定部４０４は、計測値取得部４０１が取得した計測値に基づいて、モデル記憶部４０３が記憶する各モデルごとに状態量の値を推定する。以下、推定部４０４による推定の対象となる状態量を目的状態量という。つまり、推定部４０４は、異なるモデルを用いて複数の目的状態量の値を算出する。
評価値算出部４０５は、推定部４０４が推定した複数の推定値のそれぞれについて、当該推定値と計測値取得部４０１が計測した計測値とを用いて、対象装置１０の複数の評価項目それぞれの値を算出する。評価項目とは、管理部４０９による対象装置１０の管理に用いられる項目である。評価項目の例としては、ＮＯｘ排出量、売電収入額、ガス温度などが挙げられる。

確率分布記憶部４０６は、評価項目の値とその値をとる確率とを関連付けた確率分布テーブルを記憶する。確率分布テーブルは、対象装置１０の設計情報または過去の評価項目の値の統計によって予め求められたものである。なお、確率分布記憶部４０６は、確率分布テーブルに代えて確率分布関数を記憶してもよい。
確率特定部４０７は、確率分布記憶部４０６が記憶する確率分布情報に基づいて、評価値算出部４０５が算出した評価値ごとに、その値を取る確率を特定する。

評価値決定部４０８は、評価項目ごとに、確率特定部４０７が特定した確率が最も高い評価値を特定し、これらを対象装置１０の管理に用いる評価値として決定する。なお、確率が最も高い評価値を管理に用いる評価値として決定することは、最も確率が高い評価値の算出に用いられたモデルを、評価項目の算出に用いる状態量の値を推定するためのモデルに決定することと等価である。つまり、評価値決定部４０８は、モデル決定部の一例である。
管理部４０９は、評価値決定部４０８によって決定された評価値に基づいて対象装置１０を管理する。対象装置１０の管理の例としては、評価値が最適になるように対象装置１０の制御量を計算し、制御信号を出力することなどが挙げられる。評価項目の例としては、ＮＯｘ排出量、売電収入額、ガス温度などが挙げられる。

《管理システムの動作》
図３は、第１の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。
管理システム１による管理が開始されると、通信装置３０は計測器２０から計測値を取得する（ステップＳ１）。通信装置３０は、取得した計測値を管理装置４０に送信する（ステップＳ２）。

管理装置４０の計測値取得部４０１が通信装置３０から計測値を受信すると、欠落検出部４０２は、計測値取得部４０１が取得した計測値の欠落を検出する（ステップＳ３）。推定部４０４は、計測値取得部４０１が取得した計測値を複数のモデルのそれぞれに適用し、欠落が検出された状態量（目的状態量）の推定値をそれぞれ求める（ステップＳ４）。

次に、評価値算出部４０５は、推定部４０４が推定した複数の推定値のそれぞれに基づいて、複数の評価項目の値を算出する（ステップＳ５）。評価項目の値は、複数の状態量の値を説明変数とする関数によって求めることができる。評価値算出部４０５は、当該関数の説明変数に、計測値および推定値を代入することで、評価値を算出する。

次に、確率特定部４０７は、確率分布記憶部４０６が記憶する確率分布情報に基づいて、各評価値の出現確率を特定する（ステップＳ６）。そして、評価値決定部４０８は、評価項目ごとに、確率特定部４０７が特定した確率が最も高い評価値を、対象装置１０の管理に用いる評価項目の値に決定する（ステップＳ７）。つまり、第１の実施形態によれば、各評価項目の値は、評価項目ごとに異なるモデルによって推定された状態量の値によって算出され得る。この場合、各評価項目で算出に用いられた状態量の値が異なり得る。そして管理部４０９は、評価値決定部４０８が決定した評価値に基づいて対象装置１０を管理する（ステップＳ８）。対象装置１０がガスタービンの場合、例えば、ガスタービン出力指令値を変更する、ＩＧＶの開度設定を変更する、燃料流量を変更する、等により、特定された管理値に基づいて、対象装置１０を管理する。

《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、管理装置４０は、複数の評価項目ごとに、状態量の値を推定するためのモデルを決定し、そのモデルに基づいて推定された状態量の値によって算出された評価項目の値を用いて、対象装置１０を管理する。これにより、評価項目ごとに適した状態量の値を用いて、評価値を算出することができる。

なお、第１の実施形態に係る管理装置４０は、評価項目ごとにその値の発生確率が最大となる値を用いて対象装置１０を管理するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、管理装置４０は、評価項目ごとに最も評価が悪くなる評価値を用いて対象装置１０を管理してもよい。つまり、管理装置４０は、評価項目ごとに、評価項目の値が最も悪くなるようなモデルを、状態量の値の推定に用いてもよい。これにより、管理装置４０は、最悪ケースを前提に対象装置１０の管理を行うことができる。この他、管理装置４０は、任意のポリシーに基づいて各評価項目の算出に用いる状態量の値を求めるためのモデルを決定してよい。

〈第２の実施形態〉
第１の実施形態に係る管理システム１は、計測器２０によって値を計測できない状態量について、値を推定する。一方、対象装置１０に設けられる計測器２０が多くなると、必然的に送受信される計測値の数も多くなる。多くの計測値に基づいて管理を行うことで管理の精度が向上することは確かであるが、送受信されるデータの量が多くなると、通信に掛かる時間も増加し、リアルタイムでの管理ができなくなる可能性がある。
これに対し、第２の実施形態に係る管理システム１は、計測器２０によって値を計測することができる状態量の一部の値を、推定によって求め、通信時間による管理の遅れを抑制する。第２の実施形態に係る管理システム１は、第１の実施形態と通信装置３０の構成が異なる。

《通信装置の構成》
図４は、第２の実施形態に係る通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る通信装置３０は、計測器２０による計測値のすべてを管理装置４０に送信せず、その一部のみを管理装置４０に送信する。
通信装置３０は、取得部３０１と、抽出部３０２と、送信部３０３とを備える。
取得部３０１は、複数の計測器２０それぞれから計測値を取得する。
抽出部３０２は、取得した計測値の中から管理装置４０に送信するものを抽出する。抽出部３０２は、管理装置４０における評価項目に基づいて、送信すべき計測値を抽出する。例えば、抽出部３０２は、評価項目の算出において相対的に大きい係数が設定されている状態量の計測値を、優先的に送信すべき計測値として抽出する。
送信部３０３は、抽出部３０２によって抽出された計測値を管理装置４０に送信する。

《管理システムの動作》
図５は、第２の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。
管理システム１による管理が開始されると、通信装置３０の取得部３０１は計測器２０から計測値を取得する（ステップＳ１０１）。次に、抽出部３０２は、取得した計測値から、管理装置４０における評価項目に基づいて状態量の計測値を抽出する（ステップＳ１０２）。送信部３０３は、取得した計測値を管理装置４０に送信する（ステップＳ１０３）。

管理装置４０の計測値取得部４０１が通信装置３０から計測値を受信すると、欠落検出部４０２は、計測値取得部４０１が取得した計測値の欠落を検出する（ステップＳ１０４）。このとき、欠落検出部４０２は、通信装置によって抽出されなかった状態量の欠落を検出することができる。推定部４０４は、計測値取得部４０１が取得した計測値を複数のモデルのそれぞれに適用し、欠落が検出された状態量の推定値をそれぞれ求める（ステップＳ１０５）。

次に、評価値算出部４０５は、推定部４０４が推定した複数の推定値のそれぞれに基づいて、複数の評価項目の値を算出する（ステップＳ１０６）。確率特定部４０７は、確率分布記憶部４０６が記憶する確率分布情報に基づいて、各評価値の出現確率を特定する（ステップＳ１０７）。そして、評価値決定部４０８は、評価項目ごとに、確率特定部４０７が特定した確率が最も高い評価値を、対象装置１０の管理に用いる評価項目の値に決定する（ステップＳ１０８）。つまり、第１の実施形態によれば、各評価項目の値は、評価項目ごとに異なるモデルによって推定された状態量の値によって算出され得る。この場合、各評価項目で算出に用いられた状態量の値が異なり得る。そして管理部４０９は、評価値決定部４０８が決定した評価値に基づいて対象装置１０を管理する（ステップＳ１０９）。

《作用・効果》
このように、第２の実施形態によれば、計測値の一部を送信しないことで、管理装置４０との通信の量を低減することができる。これにより、第２の実施形態に係る管理システム１は、通信時間による管理の遅れを抑制することができる。

なお、送信されなかった状態量の値は、管理装置４０の欠落検出部４０２によって欠落したものとして扱われる。この値は上述したとおり評価項目の値に与える影響が比較的小さいものとなっている。そのため、通信装置３０が計測値の一部を送信しなくても、管理装置４０は、十分な精度で評価項目の値を得ることができる。

〈第３の実施形態〉
第２の実施形態に係る管理システム１は、通信装置３０にて送信すべき計測値を抽出する。これに対し、第３の実施形態に係る管理システム１では、管理装置４０が受信すべき計測値を特定する。第３の実施形態に係る管理システム１は、第２の実施形態と管理装置４０の構成が異なる。

《管理装置の構成》
図６は、第３の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
管理装置４０は、第１の実施形態に係る構成に加え、さらに取得決定部４１０を備える。取得決定部４１０は、対象装置１０の管理に用いる評価項目に基づいて、通信装置３０から計測値を受信すべき状態量を特定する。取得決定部４１０は、通信装置に特定した状態量の情報を通信装置３０に通知する。
例えば、取得決定部４１０は、第２の実施形態と同様に、評価項目の算出において相対的に大きい係数が設定されている状態量の計測値を、優先的に計測値を受信すべき状態量として決定する。また、例えば取得決定部４１０は、対象装置１０の機器構成に基づいて、通信装置３０から計測値を受信すべき状態量を特定してもよい。具体的には、取得決定部４１０は、対象装置１０が同種の機器を複数備える場合に、その一部の機器の状態量を受信すべき状態量に決定し、同種の他の機器の状態量を推定すべき状態量に決定してもよい。また、対象装置１０が、直列に接続される複数の機器を有する場合に、その一部の機器の状態量を推定すべき状態量に決定し、その前後の機器の状態量を計測値を受信すべき状態量に決定してもよい。これは、ある機器の入力と出力に係る機器の状態量が分かれば、その機器の状態量を精度よく推定できるためである。

《管理システムの動作》
図７は、第３の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。
管理装置４０が対象装置１０の管理を開始すると、取得決定部４１０は、評価項目に基づいて通信装置３０から計測値を受信すべき状態量を決定する（ステップＳ２０１）。取得決定部４１０は、決定した状態量の送信要求を通信装置３０に送信する（ステップＳ２０２）。

通信装置３０は計測器２０から計測値を取得する（ステップＳ２０３）。通信装置３０が管理装置４０から送信要求を受信すると、抽出部３０２は、取得した計測値から、送信要求が示す状態量の計測値を抽出する（ステップＳ２０４）。送信部３０３は、抽出部３０２が抽出した計測値を管理装置４０に送信する（ステップＳ２０５）。

管理装置４０の計測値取得部４０１が通信装置３０から計測値を受信すると、欠落検出部４０２は、計測値取得部４０１が取得した計測値の欠落を検出する（ステップＳ２０６）。推定部４０４は、計測値取得部４０１が取得した計測値を複数のモデルのそれぞれに適用し、欠落が検出された状態量の推定値をそれぞれ求める（ステップＳ２０７）。次に、評価値算出部４０５は、推定部４０４が推定した複数の推定値のそれぞれに基づいて、複数の評価項目の値を算出する（ステップＳ２０８）。

次に、確率特定部４０７は、確率分布記憶部４０６が記憶する確率分布情報に基づいて、各評価値の出現確率を特定する（ステップＳ２０９）。そして、評価値決定部４０８は、評価項目ごとに、確率特定部４０７が特定した確率が最も高い評価値を、対象装置１０の管理に用いる評価項目の値に決定する（ステップＳ２１０）。そして管理部４０９は、評価値決定部４０８が決定した評価値に基づいて対象装置１０を管理する（ステップＳ２１１）。

《作用・効果》
このように、第３の実施形態によれば、管理装置４０は、計測値を取得すべき状態量を特定し、その状態量の送信要求を通信装置３０に送信する。これにより、第３の実施形態に係る管理システム１は、通信時間による管理の遅れを抑制することができる。
なお、第３の実施形態では、欠落検出部４０２が計測値の欠落を検出するが、これに限られない。例えば、推定部４０４は、他の実施形態においては、ステップＳ２０１で受信すべき状態量に選ばれなかった残りの状態量の計測値を推定する場合、管理装置４０は、必ずしも欠落検出部４０２を備えないものであってもよい。

〈第４の実施形態〉
第２、第３の実施形態に係る管理システム１は、評価項目や機器構成に基づいて状態量の値を計測する必要があるか否かを特定する。これに対し、第４の実施形態に係る管理システム１は、状態量の相関関係に基づいて値を計測すべき状態量を特定する。
管理装置４０は、モデルにある状態量の計測値を入力することで、他の状態量の値を推定することができる。ここで、モデルによっては、逆関数が成立するものがある。つまり、第１の状態量の値を入力して第２の状態量の値を出力するモデルの逆関数が成立する場合、当該モデルは、第２の状態量の値から第１の状態量の値を算出することに用いることができる。

ここで、第４の実施形態に係る管理システム１は、通信装置３０の抽出部３０２または管理装置４０の取得決定部４１０が、あるモデルの入出力の関係にある２つの状態量の群のうち、一方の状態量の群を説明変数（値を計測すべき状態量）とし、他方の状態量の群を目的変数（値を推定すべき状態量）とする。

図８は、第４の実施形態に係る管理システムの動作の一例を示す図である。
図８に示すグラフは、第１の状態量と第２の状態量の関係を説明するモデルの例である。図８に示すグラフにおいて、横軸は第１の状態量の値を示し、縦軸は第２の状態量の値を示す。
第１の状態量の値がＳ１ａであるとき、第２の状態量の値はＳ２ａとなる。このとき、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率は１となる。同様に、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率は１となる。すなわち、図８に示すグラフの座標（Ｓ１ａ，Ｓ２ａ）の微分値は１となる。第１の状態量の値がＳ１ａ未満であるとき、第２の状態量の値はＳ２ａ未満となる。このとき、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率は、１より大きくなる。つまり、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率は、１より小さくなる。
第１の状態量の値がＳ１ｂであるとき、第２の状態量の値はＳ２ｂとなる。このとき、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率は１となる。同様に、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率は１となる。すなわち、図８に示すグラフの座標（Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ）の微分値は１となる。第１の状態量の値がＳ１ａ超かつＳ１ｂ未満であるとき、第２の状態量の値はＳ２ａ超かつＳ２ｂ未満となる。このとき、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率は、１より小さくなる。つまり、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率は、１より大きくなる。
第１の状態量の値がＳ１ｂ超であるとき、第２の状態量の値はＳ２ｂ超となる。このとき、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率は、１より大きくなる。つまり、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率は、１より小さくなる。

図８に示すようなモデルにおいて、第２の状態量の値がＳ２ａ超かつＳ２ｂ未満であるときに、第２の状態量の計測値から第１の状態量の値を推定すると、第２の状態量の計測値に含まれる誤差によって、第１の状態量の値が大きく変動することとなる。これに対し、第１の状態量の計測値から第２の状態量の値を推定すると、第１の状態量の計測値に含まれる誤差による変動は、第２の状態量の値に大きく影響しないことがわかる。これは、第１の状態量に対する第２の状態量の変化率が、第２の状態量に対する第１の状態量の変化率より小さいためである。

したがって、図８に示す例において通信装置３０において送信すべき計測値を決定する場合、抽出部３０２は、例えば、以下のように送信する計測値を決定する。抽出部３０２は、第１の状態量の計測値がＳ１ａ未満である場合、または第１の状態量の計測値がＳ１ｂ以上である場合に、第２の状態量の計測値を送信し、第１の状態量の計測値を送信しないことを決定する。抽出部３０２は、第１の状態量の計測値がＳ１ａ以上Ｓ１ｂ未満である場合に、第１の状態量の計測値を送信し、第２の状態量の計測値を送信しないことを決定する。なお、他の実施形態においては、抽出部３０２は、第２の状態量の計測値に基づいて送信する計測値を決定してもよいし、第１の状態量の計測値と第２の状態量の計測値の両方に基づいて送信する計測値を決定してもよい。

また、図８に示す例において管理装置４０において受信すべき計測値を決定する場合、取得決定部４１０は、例えば、以下のように送信する計測値を決定する。取得決定部４１０は、第１の状態量の前回の値がＳ１ａ未満である場合、または第１の状態量の前回の値がＳ１ｂ以上である場合に、第２の状態量の計測値の送信要求を生成する。取得決定部４１０は、第１の状態量の前回の値がＳ１ａ以上Ｓ１ｂ未満である場合に、第１の状態量の計測値の送信要求を生成する。なお、他の実施形態においては、取得決定部４１０は、第２の状態量の前回の値に基づいて受信すべき計測値を決定しても良いし、第１の状態量の前回の値と第２の状態量の前回の値の両方に基づいて受信すべき計測値を決定してもよい。また他の実施形態においては、取得決定部４１０は、状態量の値の変化速度を鑑みて受信すべき計測値を決定してもよい。

このように、第４の実施形態に係る管理システム１は、あるモデルの入出力の関係にある２つの状態量の群のうち、一方の状態量の群の値を計測し、他方の状態量の群の値を推定することを決定する。このとき、判断の基準として、モデルにおける状態量の値の変化率の絶対値が１となる点で、値を計測すべき群と値を推定すべき群とを切り分けることができる。これにより、第４の実施形態に係る管理システム１は、推定値への誤差の影響を小さくすることができる。

〈第５の実施形態〉
第１から第４の実施形態によれば、管理装置４０は、複数のモデルに基づいて状態量の推定値を生成する。第５の実施形態では、複数のモデルの１つが統計モデルであるときの動作について説明する。

《管理装置の構成》
図９は、第５の実施形態に係る管理装置の構成を示す概略ブロック図である。
第５の実施形態に係る管理装置４０は、第１の実施形態の構成に加え、さらに状態量記憶部４１１とモデル更新部４１２とを備える。モデル更新部４１２は、モデル記憶部４０３が記憶する複数のモデルのうち統計モデルを状態量記憶部４１１が記憶する過去の状態量の値に基づいて更新する。

《管理装置の動作》
図１０は、第５の実施形態に係る管理システムの動作を示すシーケンス図である。
管理システム１による管理が開始されると、通信装置３０は計測器２０から計測値を取得する（ステップＳ３０１）。通信装置３０は、取得した計測値を管理装置４０に送信する（ステップＳ３０２）。

管理装置４０の計測値取得部４０１が通信装置３０から計測値を受信すると、欠落検出部４０２は、計測値取得部４０１が取得した計測値の欠落を検出する（ステップＳ３０３）。推定部４０４は、計測値取得部４０１が取得した計測値を統計モデルを含む複数のモデルのそれぞれに適用し、欠落が検出された状態量の推定値をそれぞれ求める（ステップＳ３０４）。

次に、評価値算出部４０５は、推定部４０４が推定した複数の推定値のそれぞれに基づいて、複数の評価項目の値を算出する（ステップＳ３０５）。次に、確率特定部４０７は、確率分布記憶部４０６が記憶する確率分布情報に基づいて、各評価値の出現確率を特定する（ステップＳ３０６）。そして、評価値決定部４０８は、評価項目ごとに、確率特定部４０７が特定した確率が最も高い評価値を、対象装置１０の管理に用いる評価項目の値に決定する（ステップＳ３０７）。そして管理部４０９は、評価値決定部４０８が決定した評価値に基づいて対象装置１０を管理する（ステップＳ３０８）。

次に、取得部３０１および推定部４０４は、対象装置１０の管理に用いた値を、状態量記憶部４１１に蓄積させる（ステップＳ３０９）。そして、モデル更新部４１２は、モデル記憶部４０３が記憶する統計モデルを、状態量記憶部４１１に蓄積された値に基づいて更新する（ステップＳ３１０）。

《作用・効果》
このように、第５の実施形態によれば、推定部４０４は、各管理のタイミングにおいて、前回の管理のタイミングにおいて更新された統計モデルを用いて、状態量の値を推定することができる。確率特定部４０７は、更新された統計モデルによる推定値の各評価項目における出現確率を特定することとなる。つまり、第５の実施形態によれば、各管理のタイミングにおいて統計データだけでなく、統計モデル自体も更新することで、統計推定値をより精度よく推定することができる。
なお、第５の実施形態に係る管理装置４０は、統計モデルを過去の状態量の値に基づいて更新するが、これに限られない。例えば他の実施形態においては管理装置４０は、状態量記憶部４１１に状態量を蓄積させる一方で統計モデルの更新をしないものであってもよい。この場合においても、過去の状態量の値が蓄積することにより、統計モデルによる推定の精度が向上し得る。例えば、データの蓄積により「大数の法則」で平均値の推定値が真値に近づくこと、分散の範囲を狭く絞り込むことにより、推定精度の向上が期待できる。

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る管理システム１における管理装置４０は、対象装置１０の管理に用いる値の抽出および特定をする機能を有するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る管理システム１においては、管理装置４０と別個に対象装置１０の管理に用いる値の抽出および特定をする情報処理装置を備え、管理装置４０は、情報処理装置が特定した値を用いて対象装置１０を管理してもよい。

また、上述した実施形態によれば、管理装置４０は、欠落が検出された値を推定により求めるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、管理装置４０は、欠落の有無に関わらず推定により状態量の値を求め、計測値と推定値のそれぞれについて確率分布に基づいて対象装置１０の管理に用いる値を特定してもよい。

また、上述した実施形態によれば、管理装置４０は、異なるモデルを用いて生成された複数の推定値のそれぞれを用いて複数の評価値を算出した後に、その中から管理に用いる評価値を決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、管理装置４０は、複数の推定値を算出する前に、モデルの特性からいずれの評価項目の算出に適しているかを判断してもよい。この場合、推定部４０４は、評価項目ごとに適したモデルを用いて推定値を求め、評価値算出部４０５は当該推定値を用いて評価値を算出する。また、他の実施形態においては、管理装置４０は、算出された推定値から、いずれの評価項目の算出に適しているかを判断してもよい。この場合、評価値算出部４０５は評価項目ごとに適した推定値を用いて評価値を算出する。上記いずれの方法も、評価項目ごとに対象装置１０の状態量の値を推定するためのモデルを決定することと等価である。

〈コンピュータ構成〉
図１１は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、インタフェース９４を備える。
上述の通信装置３０および管理装置４０は、それぞれコンピュータ９０を備える。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９３に記憶されている。ＣＰＵ９１は、プログラムを補助記憶装置９３から読み出して主記憶装置９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９１は、プログラムに従って、上述した記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９２に確保する。

補助記憶装置９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムを主記憶装置９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１ 管理システム
１０ 対象装置
２０ 計測器
３０ 通信装置
４０ 管理装置（情報処理装置）
４０１ 計測値取得部
４０２ 欠落検出部
４０３ モデル記憶部
４０４ 推定部
４０５ 評価値算出部
４０６ 確率分布記憶部
４０７ 確率特定部
４０８ 評価値決定部（モデル決定部）
４０９ 管理部
４１２ モデル更新部

Claims (10)

1. 対象装置の第１の状態量の計測値を取得する計測値取得部と、
   前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定するモデル決定部と、
   前記モデル決定部が決定したモデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定する推定部と、
   前記推定部が推定した値を用いて前記評価項目の値を算出する管理部と
   を備える情報処理装置。
2. 前記対象装置の複数の状態量について、計測値を取得するか否かを決定する取得決定部をさらに備え、
   前記計測値取得部は、計測値を取得すると判定された状態量の計測値を取得し、
   前記推定部は、前記モデルを用いて、計測値を取得しないと判定された状態量の値を推定する
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記評価項目に基づいて決定する
   請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記対象装置の機器構成に基づいて決定する
   請求項２または請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記取得決定部は、計測値を取得するか否かを、前記モデルにおける前記状態量の値の変化率に基づいて決定する
   請求項２から請求項４の何れか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記モデルは、少なくとも統計モデルおよび物理モデルのいずれか一方を含む
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の情報処理装置。
7. 前記状態量の値に基づいて前記モデルを更新するモデル更新部をさらに備え、
   前記推定部は、更新された前記モデルを用いて、前記状態量の値を推定する
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の情報処理装置。
8. 対象装置の状態量を計測する複数の計測器から計測値を取得する取得部と、
   前記対象装置の管理のための評価項目に基づいて、または管理装置から受信した状態量の送信要求に従って、前記複数の計測器による計測値の中から前記対象装置を管理する管理装置に送信するものを抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記計測値を前記管理装置に送信する送信部と
   を備える通信装置。
9. 対象装置の第１の状態量の計測値を取得することと、
   前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定することと、
   決定した前記モデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定することと、
   推定した前記値を用いて前記評価項目の値を算出することと
   を有する情報処理方法。
10. コンピュータに
    対象装置の第１の状態量の計測値を取得することと、
    前記対象装置の管理のための評価項目ごとに、前記対象装置の第２の状態量の値を推定するためのモデルを決定することと、
    決定した前記モデルを用いて、前記計測値に基づいて前記第２の状態量の値を推定することと、
    推定した前記値を用いて前記評価項目の値を算出することと
    を実行させるためのプログラム。

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