JP2018169935A - グラフ表示装置及びグラフ表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数系列のデータを表示し、かつ、データのばらつき情報を確認する。【解決手段】プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、所定期間ごとのデータを代表する代表データを生成する代表データ生成部１１と、代表データを生成する際に用いたデータのばらつき情報を生成するばらつき情報生成部１２と、代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示するグラフ表示部１３と、折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知する選択検知部１４と、を備え、グラフ表示部１３は、検知された箇所が属する期間における代表データに対応するばらつき情報を、折れ線グラフと区別可能な態様で表示する。【選択図】図１

Description

本発明は、グラフ表示装置及びグラフ表示方法に関する。

工場等のプラント内に配置される機器等を監視するシステムでは、複数の機器等から収集したデータを蓄積し、その蓄積したデータを利用してプラントの状態を監視することや、異常及び事故等を分析している。データの傾向や異常値を監視するためには、長期間のデータを俯瞰的に確認できるように表示することが望ましい。長期間のデータを表示する方法の一つとして、折れ線グラフ等を用いてデータを時系列に表示する方法がある。

しかしながら、データを時系列に表示する方法では、ＰＣ等の表示画面上のグラフ描画領域に設けられているピクセル数（画素数）を超える数のデータを表示することはできない。したがって、長期間のデータを表示する必要がある場合には、データを圧縮する等して表示することとなる。この場合、例えば、表示対象期間を複数の期間に分割し、それぞれの期間ごとにデータの代表値（例えば、平均値、中央値）を算出し、その代表値をプロットして表示する方法がある。しかしながら、この方法では、データの最大値、最小値及び分散等を含むばらつき情報が失われてしまい、確認することができなくなる。

一方、データのばらつき情報を失うことなく表示する方法として、例えば株価チャート等に用いられる箱ひげ図がある。しかしながら、箱ひげ図を用いて複数系列（複数機器）のグラフを表示すると、異なる系列の箱ひげ図同士が重なる等してグラフの視認性が低下してしまう。つまり、箱ひげ図は、一つの系列ごとにデータを表示することには適しているが、複数系列のデータを混在させて表示することには適していない。

下記特許文献１には、蓄積された長期間のプラントデータの特徴や傾向を失うことなく、限定された表示領域内に長期間のプラントデータを表示する表示装置が開示されている。具体的に、特許文献１の表示装置は、プラントデータの変化を発生事象の特徴として抽出し、その抽出した特徴ごとにプラントデータを区分して複数の分割区分とし、特徴の小さい（他の分割区分で同じ変化パターンが出現する回数が少ない、又は変化の度合いが小さい）分割区分を圧縮して表示する。

特開２０１６−２０１０１１号公報

特許文献１の表示装置は、一つの系列ごとにデータを表示するうえ、グラフの時間軸（横軸）を、分割区分の表示を要約する割合である要約率に応じて圧縮するため、圧縮した分割区分におけるデータのばらつき情報を確認することは困難となる。つまり、特許文献１の表示装置は、複数系列のデータを表示し、かつ、データのばらつき情報を確認することには適していない。

本発明は、複数系列のデータを表示し、かつ、データのばらつき情報を確認することができるグラフ表示装置及びグラフ表示方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るグラフ表示装置は、プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、所定期間ごとの前記データを代表する代表データを生成する代表データ生成部と、前記代表データを生成する際に用いた前記データのばらつき情報を生成するばらつき情報生成部と、前記代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示するグラフ表示部と、前記折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知する選択検知部と、を備え、前記グラフ表示部は、前記検知された箇所が属する期間における前記代表データに対応するばらつき情報を、前記折れ線グラフと区別可能な態様で表示する。

上記態様において、前記グラフ表示部は、前記折れ線グラフ上の前記代表データを、折れ線と識別できるように所定のマーカで描画することとしてもよい。

上記態様において、前記グラフ表示部は、ユーザの操作指示に従って、前記折れ線グラフ上において前記代表データを識別できるように描画するか否かを切り替えることとしてもよい。

上記態様において、前記グラフ表示部は、所定の周期ごとに、所定の期間、前記折れ線グラフ上において前記代表データを識別できるように描画することとしてもよい。

上記態様において、前記グラフ表示部は、背景が透過して見える態様で前記ばらつき情報を、前記折れ線グラフ上に重ねて表示することとしてもよい。

上記態様において、前記代表データは、所定期間ごとの前記データの平均値又は中央値のいずれかであることとしてもよい。

上記態様において、前記ばらつき情報は、少なくとも、所定期間ごとの前記データの最大値、最小値及び分散のいずれかを含むこととしてもよい。

本発明の他の態様に係るグラフ表示方法は、プロセッサにより制御される方法であって、プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、所定期間ごとの前記データを代表する代表データを生成する代表データ生成ステップと、前記代表データを生成する際に用いた前記データのばらつき情報を生成するばらつき情報生成ステップと、前記代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示するグラフ表示ステップと、前記折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知する選択検知ステップと、を含み、前記グラフ表示ステップは、前記検知された箇所が属する期間における前記代表データに対応するばらつき情報を、前記折れ線グラフと区別可能な態様で表示する。

本発明によれば、複数系列のデータを表示し、かつ、データのばらつき情報を確認することができるグラフ表示装置及びグラフ表示方法を提供することができる。

実施形態におけるグラフ表示装置の構成を例示する図である。 図１に示すグラフ表示装置に表示されるグラフを例示する図である。 図１に示すグラフ表示装置に表示されるグラフを例示する図である。 図１に示すグラフ表示装置に表示されるグラフを例示する図である。 図１に示すグラフ表示装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 変形例におけるグラフを例示する図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

図１は、実施形態におけるグラフ表示装置の概略構成を例示するブロック図である。グラフ表示装置１は、機能構成として、例えば、代表データ生成部１１と、ばらつき情報生成部１２と、グラフ表示部１３と、選択検知部１４とを有する。これら各部の詳細については後述する。

グラフ表示装置１は、物理構成として、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力インターフェースとを含んで構成される。メモリには、例えば、ＣＰＵで処理されるプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の要素が含まれる。これらの要素は、互いにバスを介して接続される。ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行し、入出力インターフェースを介して受信されるデータや、ＲＡＭに展開されるデータを処理することで、グラフ表示装置１の各部機能が発現する。

図１に示す収集データＤＢ３は、例えば、プラント内に配置される各種機器から収集した各種データを記憶するデータベースである。

プラント内に配置される各種機器には、例えば、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を搭載する機器や、ファウンデーションフィールドバス（Foundation（登録商標） Fieldbus; ＦＦ）技術に対応する機器が含まれる。

具体的には、温度や圧力、流量等を検出する各種センサ機器、圧力制御弁や流量制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等を、機器として用いることができる。

各種機器から収集する各種データには、例えば、温度や圧力、流量等の測定データ、バルブの開度等の制御データ等が含まれる。測定データ及び制御データには、それぞれ測定した時間及び制御した時間が付加される。

図１に示す代表データ生成部１１は、収集データＤＢ３に記憶されている各種データから、監視対象となる複数系列（複数機器）のデータを抽出し、データを集約する集約期間（所定期間）ごとに代表データを生成する。監視対象となる複数系列及び集約期間は、管理者（ユーザ）が監視する系列及び監視するために必要なデータ間隔にあわせて適宜設定することができる。代表データとして、例えば、それぞれの集約期間におけるデータの平均値又は中央値を用いることができる。

ばらつき情報生成部１２は、代表データを生成する際に用いたデータに基づいて、ばらつき情報を生成する。ばらつき情報には、例えば、それぞれの集約期間におけるデータの最大値、最小値及び分散が含まれる。

グラフ表示部１３は、代表データを時系列に並べた折れ線グラフをディスプレイ５上に表示する。グラフ表示部１３は、折れ線グラフ上の代表データを、折れ線部分と識別できるように描画する。例えば、図２、図３に示すように、折れ線グラフ上の代表データの描画位置にマーカＭ１、Ｍ２を表示する。マーカＭ１、Ｍ２を表示することで、代表データを視覚的に判別しやすくすることができ、代表データの選択を容易にすることができる。

グラフ表示部１３は、折れ線グラフ上のいずれかの代表データが選択された場合に、その選択された代表データに対応するばらつき情報を、折れ線グラフと区別可能な態様で表示する。折れ線グラフと区別可能な態様での表示として、例えば、図２、図３に示すように、代表データのマーカＭ１、Ｍ２にマウスポインタやカーソル等を合わせる（又はクリックする）ことでポップアップする画面Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂでの表示が該当する。

選択検知部１４は、折れ線グラフ上の代表データに対応するマーカに対する選択操作を検知する。具体的に、選択検知部１４は、代表データのマーカにマウスポインタやカーソル等が合わせられたこと（又はクリックされたこと）を検知する。

ここで、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、折れ線グラフを表示する画面Ｇ１ａと、折れ線グラフ上の代表値データを示すマーカＭ１を選択することでポップアップする画面Ｇ１ｂとを例示した図である。画面Ｇ１ａ上の三つの折れ線グラフは、三つの系列から収集した実測データに基づいて、系列ごと、かつ集約期間ごとに算出したそれぞれの平均値を、代表データとして時系列に並べた折れ線グラフである。画面Ｇ１ｂ上の箱ひげ図は、選択されたマーカＭ１の代表データに対応する一つの系列における、ばらつき情報を表す箱ひげ図である。

図２（Ａ）の画面Ｇ１ｂ上の箱ひげ図は、選択された代表データの集約期間におけるばらつき情報を表示したものである。図２（Ｂ）の画面Ｇ１ｂ上の箱ひげ図は、表示区間を拡張し、選択された代表データの前後の集約期間におけるばらつき情報も併せて表示したものである。

また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、折れ線グラフを表示する画面Ｇ２ａと、折れ線グラフ上の代表値データを示すマーカＭ２を選択することでポップアップする画面Ｇ２ｂとを例示する図である。画面Ｇ２ａ上の三つの折れ線グラフは、三つの系列から収集した実測データに基づいて、系列ごと、かつ集約期間ごとに算出したそれぞれの平均値を、代表データとして時系列に並べた折れ線グラフである。画面Ｇ２ｂ上の折れ線グラフは、選択されたマーカＭ２の代表データに対応する一つの系列における、ばらつき情報を表す折れ線グラフである。

図３（Ａ）の画面Ｇ２ｂ上の折れ線グラフは、選択された代表データの集約期間におけるばらつき情報を表示したものである。図２（Ｂ）の画面Ｇ２ｂ上の折れ線グラフは、表示区間を拡張し、選択された代表データの前後の集約期間におけるばらつき情報も併せて表示したものである。

なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ポップアップする画面Ｇ３ｂの背景を透過させ、折れ線グラフを表示する画面Ｇ３ａ上に画面Ｇ３ｂを重ねて表示することとしてもよい。これにより、折れ線グラフの表示を阻害することなく、ばらつき情報を確認することができるようになる。

次に、図５を参照して、グラフ表示装置の動作の一例について説明する。

最初に、代表データ生成部１１は、収集データＤＢ３に記憶されている各種データから、監視対象となる複数系列のデータを抽出し、系列ごと、かつ集約期間ごとに代表データを生成する（ステップＳ１０１）。

続いて、ばらつき情報生成部１２は、代表データを構成するデータに基づいて、ばらつき情報を生成する（ステップＳ１０２）。

続いて、グラフ表示部１３は、代表データを時系列に並べた折れ線グラフをディスプレイ５上に表示する（ステップＳ１０３）。この時、折れ線グラフ上の各代表データに対応する箇所にそれぞれマーカを表示することとしてもよい。

続いて、グラフ表示部１３は、折れ線グラフ上のいずれかの代表データが選択されたか選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。この判定がＮＯである場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）には、ＹＥＳになるまで待機する。

一方、上記ステップＳ１０４の判定において、いずれかの代表データが選択されたと判定された場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）に、グラフ表示部１３は、選択された代表データに対応するばらつき情報を表示する画面をポップアップする（ステップＳ１０５）。そして、本動作を終了する。

前述したように、実施形態におけるグラフ表示装置１によれば、プラント内に配置される複数系列から収集した複数のデータに基づいて、系列ごと、かつ集約期間ごとのデータを代表する代表データを生成し、その代表データを生成する際に用いたデータのばらつき情報を生成し、代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示することができるとともに、表示した折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知した場合に、その検知した箇所が属する期間における代表データに対応するばらつき情報を、ポップアップ画面上に表示することができる。

これにより、プラント内に配置される複数系列から収集した複数のデータに基づく代表データを、折れ線グラフを用いて表示しつつ、その折れ線グラフ上で選択された箇所に対応するばらつき情報をポップアップ画面上に表示することができる。それゆえ、実施形態におけるグラフ表示装置１によれば、複数系列のデータを表示し、かつ、データのばらつき情報を確認することが可能となる。

[変形例]
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、前述した各処理（ステップ）は処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、または並列に実行することができる。

また、前述した実施形態では、代表データのマーカを表示しているが、マーカを表示しないこととしてもよいし、マーカを表示するか否かを切り替えることができるようにしてもよい。

マーカを表示しない場合には、選択検知部１４が、折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知したときに、グラフ表示部１３が、検知された箇所が属する集約期間における代表データに対応するばらつき情報を、ポップアップ画面上に表示することとすればよい。

一方、マーカを表示するか否かを切り替え可能とする場合には、管理者が表示有無の設定を任意に切り替えることができるようにしてもよいし、マウスポインタやカーソル等が代表データ付近に移動したときに、その代表データのマーカを表示させることとしてもよい。

また、所定の周期ごとに、所定の期間、一つ又は複数の代表データのマーカを表示させることとしてもよい。例えば、図６（Ｂ）に示すマーカＭ３の表示時間（所定の期間）を設定したうえで、図６（Ａ）のようにマーカを表示しない状態と、図６（Ｂ）のようにマーカＭ３を表示する状態とを周期的（所定の周期ごと）に切り替えることとする。

１…グラフ表示装置、３…収集データＤＢ、５…ディスプレイ、１１…代表データ生成部、１２…ばらつき情報生成部、１３…グラフ表示部、１４…選択検知部

Claims (8)

1. プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、所定期間ごとの前記データを代表する代表データを生成する代表データ生成部と、
   前記代表データを生成する際に用いた前記データのばらつき情報を生成するばらつき情報生成部と、
   前記代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示するグラフ表示部と、
   前記折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知する選択検知部と、
   を備え、
   前記グラフ表示部は、前記検知された箇所が属する期間における前記代表データに対応するばらつき情報を、前記折れ線グラフと区別可能な態様で表示する、
   グラフ表示装置。
2. 前記グラフ表示部は、前記折れ線グラフ上の前記代表データを、折れ線と識別できるように所定のマーカで描画する、
   請求項１記載のグラフ表示装置。
3. 前記グラフ表示部は、ユーザの操作指示に従って、前記折れ線グラフ上において前記代表データを識別できるように描画するか否かを切り替える、
   請求項２記載のグラフ表示装置。
4. 前記グラフ表示部は、所定の周期ごとに、所定の期間、前記折れ線グラフ上において前記代表データを識別できるように描画する、
   請求項２記載のグラフ表示装置。
5. 前記グラフ表示部は、背景が透過して見える態様で前記ばらつき情報を、前記折れ線グラフ上に重ねて表示する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のグラフ表示装置。
6. 前記代表データは、所定期間ごとの前記データの平均値又は中央値のいずれかである、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のグラフ表示装置。
7. 前記ばらつき情報は、少なくとも、所定期間ごとの前記データの最大値、最小値及び分散のいずれかを含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のグラフ表示装置。
8. プロセッサにより制御される方法であって、
   プラント内に配置される機器から収集したデータに基づいて、所定期間ごとの前記データを代表する代表データを生成する代表データ生成ステップと、
   前記代表データを生成する際に用いた前記データのばらつき情報を生成するばらつき情報生成ステップと、
   前記代表データを時系列に並べた折れ線グラフを表示するグラフ表示ステップと、
   前記折れ線グラフ上のいずれかの箇所に対する選択操作を検知する選択検知ステップと、
   を含み、
   前記グラフ表示ステップは、前記検知された箇所が属する期間における前記代表データに対応するばらつき情報を、前記折れ線グラフと区別可能な態様で表示する、
   グラフ表示方法。