WO2021229815A1 - Information processing device, evaluation method, and evaluation program - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an information processing device, an evaluation method, and an evaluation program.
- Patent Documents 1 to 3 techniques for monitoring and diagnosing abnormalities and deterioration of equipment and facilities are known (for example, Patent Documents 1 to 3).
- the measurement data measured by the sensor includes fluctuations based on events that are not closely correlated with equipment abnormalities and deterioration, such as fluctuations in measured values due to seasonal changes. There is. Since there can be innumerable such factors, it is difficult to identify all of them and exclude them from the measurement data. Therefore, it is desired to provide a technique capable of evaluating deterioration of equipment and facilities from measurement data that can fluctuate under the influence of various factors.
- the present invention aims to evaluate deterioration of equipment, equipment, etc. from measurement data that can fluctuate under the influence of various factors.
- the information processing apparatus is a sparse structure model generated from the data measured during the reference window period among the time-series measurement data obtained from a plurality of sensors that measure the state of the evaluation object.
- the change score which is based on the degree of change for each sensor of the cluster structure model generated from the data measured in the window period after the reference window period.
- An acquisition unit that acquires a plurality of change scores, a specific unit that identifies the position of a cluster by clustering a plurality of change scores, and at least one change score obtained in at least one window period included in the evaluation target period. It includes an evaluation unit that evaluates the deterioration of the evaluation target based on the movement of the cluster position caused by adding to the cluster.
- an object for evaluating deterioration of equipment or equipment may be referred to as an evaluation object.
- a temperature sensor such as an optical fiber temperature sensor and a sensor such as a vibration sensor are installed in an arrangement capable of measuring the temperature and vibration of the boiler tube group.
- the deterioration of the boiler tube group of the thermal power plant from the change of the measurement data such as the temperature and vibration of each part of the boiler tube group measured by the sensor, and estimate the remaining life.
- the execution timing of maintenance work such as inspection, replacement, and repair can be optimized.
- changes in the measurement data of the sensor may include information caused by factors other than deterioration of the evaluation target.
- a sensor acquires time-series measurement data for one year.
- the measured data may fluctuate due to, for example, differences between day and night, seasons and weather differences.
- the evaluation object includes a plurality of operation modes such as high-speed operation, low-speed operation, and stop
- the measurement data of the sensor may be changed by changing the operation modes.
- the measurement data of the sensor may fluctuate due to changes in the state of peripheral equipment such as the operation and stop of the air conditioner arranged around the evaluation target.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a plurality of types of deterioration of a boiler tube.
- the factors of deterioration, the classification of deterioration, and the contents of deterioration are associated with each other.
- Deterioration factors of the boiler tube include creep, fatigue, corrosion / wear, and the like.
- the classification of deterioration according to the way of occurrence of each deterioration factor is shown.
- creep is a long-term creep in which low-speed deformation occurs under long-term stress action at high temperature, and a short-time in which rapid deformation occurs when overheated due to an obstacle in the flow of steam due to scale. It can be classified as creep.
- the appearance of deterioration in the measurement data of the sensor may differ depending on the type of deterioration.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration of the information processing apparatus 200 according to the embodiment.
- the information processing device 200 may be, for example, a computer such as a server computer, a personal computer (PC), a mobile PC, or a tablet terminal.
- the information processing device 200 includes, for example, a control unit 201, a storage unit 202, and a communication unit 203.
- the control unit 201 includes, for example, an acquisition unit 211, a specific unit 212, an evaluation unit 213, and the like, and may also include other functional units.
- the storage unit 202 of the information processing apparatus 200 stores information such as determination information 800, which will be described later, for example.
- the communication unit 203 may communicate with another device such as a sensor according to the instruction of the control unit 201, for example. The details of each of these units and the details of the information stored in the storage unit 202 will be described later.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the flow of deterioration evaluation processing according to the embodiment.
- FIG. 3A shows measurement data acquired from a plurality of sensors that measure the state of the evaluation object.
- the control unit 201 of the information processing apparatus 200 may, for example, directly collect measurement data from a plurality of sensors, or may acquire measurement data measured by a plurality of sensors from another communication device.
- the control unit 201 may execute preprocessing on the measurement data, for example.
- the preprocessing involves, for example, the removal of unwanted data that can be noise. For example, data in a state different from the normal stable operating state, such as measurement data when the evaluation target is being cleaned, inspected, or just started and the operation is not stable yet. If the measurement data of the included period is brought into the evaluation of deterioration, it may become noise. Therefore, the control unit 201 may execute a preprocessing for removing the measurement data during the non-normal operation in advance. In another embodiment, the control unit 201 may arrange the window period described below so as not to include the measurement data during the abnormal operation.
- the control unit 201 sets a plurality of window periods for the measurement data.
- the window period may be, for example, a period of a predetermined length, and in one embodiment, the control unit 201 may process the measurement data in units of the window period.
- n window periods of window period 1 to window period n are set in time series.
- the first window period 1 in the time series may be used as a reference window period.
- the reference window period may be set to, for example, a period in which the evaluation target has little deterioration and the evaluation target is operating normally.
- the reference window period may be set to the early days when the evaluation object has just been installed or replaced and put into operation.
- the other window period of the plurality of window periods may be set after the reference window period, for example.
- control unit 201 acquires the measurement data 1 of the reference window period 1 and the measurement data of a plurality of other window periods.
- FIG. 3B illustrates a case where the measurement data 2 of the window period 2 is acquired.
- the control unit 201 models the relationship between the sensors in the window period as a sparse structure model for each of the acquired measurement data of the plurality of window periods.
- the sparse structure model may be, for example, a model having a structure obtained by extracting the essential connection between variables from multivariate data.
- the sparse structure model may be, for example, a structure that is not a "dense structure" in which all variables are connected by some kind of correlation, and is obtained as a result of omitting weak correlations and leaving only strong correlations. It may be a "sparse structure".
- the sparse structure model has a structure in which, for example, in a matrix-represented correlation (for example, an accuracy matrix for a variance-covariance matrix of multivariate data), most of the components are sparse matrices (sparse matrix). It can be represented by a model.
- a sparse structure model that models the relationship between sensors based on the measurement data in the above-mentioned window period is generated using algorithms such as a Gaussian graphical model (GGM) and a graphical lasso. be able to.
- FIG. 3 (c) illustrates a sparse structure model in a graph structure.
- the sparse structure model may be represented by other expressions such as an Ising model and a Potts model.
- the control unit 201 changes the change score of the collapse of the relationship generated between the sparse structure model obtained from the measurement data 1 of the window period 1 as a reference and the sparse structure model obtained from the measurement data of another window period. Detect as. For example, the control unit 201 may calculate a change score including the degree of change for each sensor from the sparse structure model of the window period 1 and the window period 2 as a reference (FIG. 3 (c)). Since the change score can be obtained from the reference window period 1 and the sparse structure model of another window period, if the number of window periods is n, n-1 change scores can be obtained. .. Further, the change score can be obtained by calculating the difference between distributions using, for example, KL divergence (Kullback-Leibler divergence), JS divergence (Jensen-Shannon divergence), and the like.
- KL divergence Kullback-Leibler divergence
- JS divergence Jensen-Shannon divergence
- the control unit 201 clusters the obtained plurality of change scores. For example, when the change score is obtained by KL divergence, the change score is represented by a vector whose component is the degree of change for each sensor of a plurality of sensors. Therefore, the change score can be plotted as points on a multidimensional space centered on each of the components of the change score. In FIG. 3D, an example in which the points of the change score are plotted in two dimensions is shown, but in reality, the points of the change score may be plotted in a multidimensional space having as many dimensions as the number of sensors. Then, the control unit 201 may cluster the points corresponding to the plurality of change scores plotted on the multidimensional space.
- control unit 201 may perform learning using a mixed Gaussian model and perform clustering of change scores.
- control unit 201 may execute clustering using other algorithms such as DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise) and K-means (k-means).
- FIG. 3 (d) shows two clusters obtained as a result of clustering.
- the control unit 201 further provides a plurality of window periods in the measurement data after the plurality of window periods used for clustering, and adds points of change scores corresponding to each window period to the cluster.
- the cluster in which the points of the change score to be added are clustered may be, for example, the cluster closest to the points of the change score to be added.
- the cluster in which the points of the change score to be added are clustered may be determined by another method such as performing clustering again.
- the control unit 201 responds to the addition of the point to the cluster, for example, by removing the point having the oldest window period among the points of the change score belonging to the cluster. Old points belonging to may be removed.
- the control unit 201 evaluates the deterioration of the evaluation target based on the movement of the position of the cluster. For example, the control unit 201 may evaluate the deterioration of the evaluation target based on the movement distance, the movement speed, the movement acceleration, and the like at the position of the cluster.
- the moving distance of the cluster may be, for example, the distance between the cluster specified based on the measurement data at the initial stage of operation and the cluster after the movement specified based on the subsequent measurement data.
- the distance between clusters can be expressed as the distance between the centers of gravity of the clusters. Further, as shown in FIG.
- control unit 201 controls the average of the values such as the movement distance, the movement speed, and the movement acceleration in each of the plurality of clusters. Deterioration of the evaluation target may be evaluated based on statistical values such as variance.
- the measurement data measured by the sensor may include fluctuations caused by factors other than deterioration of the evaluation target.
- the fluctuation of the measured value due to factors other than deterioration includes many factors showing reversible changes that can return to the original state. For example, fluctuations in sensor measurements due to day-night differences, weather differences, and whether peripheral devices are operating are reversible changes that can return to their original values in the long run. Is. Therefore, it is presumed that the fluctuation of the measured value due to the factors showing these reversible changes can contribute to the cluster division, but it is a component that does not change the position of the cluster so much in the long term.
- the deterioration that occurs in the evaluation target is often an irreversible phenomenon, and it is unlikely that the fluctuation of the measured value of the sensor that once occurred due to the deterioration will return to the original. Therefore, as described above, by clustering the change scores and following the movement of the cluster position over a long period of time, such as months, years, and decades, the evaluation object is based on the movement of the cluster. It is possible to evaluate the deterioration of. Then, when the deterioration of the evaluation target is evaluated based on the movement of the cluster in this way, the deterioration of the evaluation target can be evaluated by suppressing the influence of the fluctuation of the measurement data caused by factors other than the deterioration.
- the window period may be a period of a predetermined length
- It is a vector whose elements are the measured values of a plurality of sensors at each time point.
- x k is a vector whose element is the measured value of each sensor of a plurality of sensors at the time point k, and can be expressed by the following equation.
- x k (x k1 , x k2 , ..., x ki , ..., x kM ) T ... Equation 2
- M is the total number of sensors.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an operation flow of a process for generating a sparse structure model for a window period as a reference according to an embodiment.
- the control unit 201 may start the process of FIG. 4 when, for example, an execution instruction of an operation flow for generating a sparse structure model of the window period as the reference of FIG. 4 is input.
- the control unit 201 acquires a data matrix X ref including the measured values measured during the reference window period from the measurement data measured by the plurality of sensors that measure the information of the evaluation target.
- the reference window period may be referred to as, for example, the reference window period.
- the reference window period may be set to, for example, a period in which the evaluation target has little deterioration and the evaluation target is operating normally.
- the control unit 201 may read the data matrix X ref from the measurement data stored in the storage unit 202.
- the control unit 201 generates a sparse structure model from the data matrix X ref including the measurement data of the sensor in the reference window period, and this operation flow ends.
- the control unit 201 may generate a variance-covariance matrix based on the measurement data of each sensor of the plurality of sensors in the reference window period, and sparse the generated variance-covariance matrix to generate a sparse structure model.
- the sparse structure model can be derived by GGM.
- GGM the control unit 201 derives GGM: p (x
- the embodiment is not limited to this, and the sparse structure model may be generated by other methods.
- the sparse structure model (for example, GGM: p (x
- the change score is, for example, how much the measurement data of the plurality of sensors measured in the window period after the reference window period changes with respect to the measurement data of the plurality of sensors measured in the above-mentioned reference window period. It may be a score that evaluates.
- the change score can be obtained by calculating the difference between the distributions between the sparse structure model of the reference window period and the sparse structure model of the window period to be evaluated. Differences between distributions can be calculated using, for example, KL divergence, JS divergence, and the like.
- KL divergence KL divergence
- JS divergence JS divergence
- FIG. 5 is a diagram illustrating an operation flow of deterioration evaluation processing according to an embodiment.
- the control unit 201 may start the operation flow of FIG. 5 when an execution instruction of the deterioration evaluation process is input.
- j may be a number for identifying the window period
- L may be the number of window periods used for learning.
- the control unit 201 may read the data matrix Xj from the measurement data stored in advance in the storage unit 202.
- control unit 201 In S502, the control unit 201 generates a sparse structure model for each window period j. For example, the control unit 201 may derive GGM: p (x
- the control unit 201 in S503, in each of the window period j (j 1 ... L) , calculates the variation degree a i for each sensor i of the plurality of sensors.
- the control unit 201 uses, for example, the GGM: p (x
- X) of the window period j to be evaluated by using the KL divergence equation shown in the following equation 3. may calculate the change of a i for each sensor i with the j). Then, the control unit 201, with respect to the window period j, change scores A j ⁇ a 1, a 2, ..., a i, ..., a M ⁇ to the change of a i for each sensor i component get.
- the control unit 201 the respective components of the change score A j on multidimensional space having axes, the point corresponding to change scores A j for each window period j may be plotted.
- FIG. 6 is a diagram illustrating the flow of deterioration evaluation processing according to the embodiment, and as shown in FIG. 6A, the control unit 201 has a change score A j obtained for each of the window periods j. May be plotted on a multidimensional space. In FIG.
- control unit 201 may cluster the plotted points of the plurality of change scores.
- control unit 201 may perform learning using a mixed Gaussian model and perform clustering on points with a plurality of change scores.
- control unit 201 may determine the number of clusters used for clustering in the mixed Gaussian model using indicators such as Akaike's Information Criterion (AIC) and Bayesian Information Criterion (BIC). Further, the embodiment is not limited to clustering by a mixed Gaussian model, and the control unit 201 may execute clustering by another algorithm such as DBSCAN or K-means clustering.
- AIC Akaike's Information Criterion
- BIC Bayesian Information Criterion
- FIG. 6 (b) illustrates clustering of change scores, and change scores are classified into two clusters.
- the center of gravity of the cluster can be used as a representative point representing the cluster. In FIG. 6B, the center of gravity is shown as a representative point of the cluster.
- the representative point representing the cluster may be a point representing a point in the cluster other than the center of gravity.
- control unit 201 can specify, for example, the initial position of the cluster. Then, in the subsequent processing after S506, the control unit 201 is, for example, an evaluation target from the measurement data of the sensor during the period of the target for evaluating the deterioration state of the evaluation target (hereinafter, may be referred to as the evaluation target period). Evaluate the deterioration of things.
- the control unit 201 determines whether or not there is measurement data for the evaluation target period.
- the evaluation target period may be, for example, a period for evaluating the deterioration of the evaluation target, and may be a period including measurement data measured after the learning period for performing clustering. If there is no measurement data for the evaluation target period (S506 is NO), the flow repeats the process of S506. On the other hand, if there is measurement data for the evaluation target period (YES in S506), the flow proceeds to S507.
- the control unit 201 acquires the data matrix Xo from the measurement data of the evaluation target period.
- Q may be the number of window periods included in the measurement data of the evaluation target period.
- the control unit 201 may read the data matrix Xo from the measurement data stored in advance in the storage unit 202.
- the control unit 201 in S508 generates a sparse structure model from the data matrix X o for each window period o.
- the control unit 201 may derive GGM: p (x
- the control unit 201 calculates the degree of change for each sensor i of the plurality of sensors in each window period o of the evaluation target period.
- the degree of change can be calculated, for example, by using X o instead of X j in the KL divergence formula shown in the above formula 3, and the control unit 201 can thereby calculate the change score A o for each window period o. To get.
- the control unit 201 adds the obtained change score Ao to the cluster.
- the control unit 201 may cluster the change score Ao to the cluster closest to the point where the change score Ao is plotted on the multidimensional space.
- the control unit 201 again by adding the change score A o, etc. perform the clustering by the Gaussian mixture model, change scores A o may determine the cluster to be clustered. Then, for example, by adding the change score Ao to the cluster, the cluster can move.
- the FIG. 6 (c) the example of adding the change score A o the cluster are the indicated, the addition of the change scores A o to the cluster, the cluster is moving.
- the control unit 201 evaluates the deterioration of the evaluation target object based on the movement of the position of the cluster, outputs the evaluation result, and the main operation flow ends.
- the evaluation result may be, for example, the degree of deterioration indicating the degree of deterioration of the evaluation object.
- the control unit 201 evaluates a value representing the movement of the cluster from the position of the cluster in the learning period specified in S505 to the position of the cluster including the point of the change score in the evaluation target period specified in S511. It may be output as the degree of deterioration of the object.
- the values representing the movement may be, for example, the movement distance, the movement speed, the movement acceleration, and the like of the cluster. For example, FIG.
- 6D shows an example in which the distance between the centers of gravity of two clusters is used as the degree of deterioration, and the user can use the magnitude of the distance between the centers of gravity output as the degree of deterioration to evaluate the object.
- the state of deterioration can be estimated.
- FIG. 6D shows an example in which a value representing the movement of one cluster is used as the degree of deterioration
- the value representing the movement of clusters may be represented by, for example, statistical values such as the average value, the median value, the mode value, and the distribution of the values representing the movement of each cluster of a plurality of clusters.
- FIG. 7 is a diagram illustrating the movement of a plurality of clusters. For example, as shown in FIG. 7A, it is assumed that there are three clusters A, B, and C, and each cluster is moving.
- the control unit 201 may output a statistical value (for example, an average value) of a value representing the movement acquired in each of the three clusters as the degree of deterioration.
- the control unit 201 does not have to use the cluster in which the value representing the movement of the cluster is a predetermined value or less and the movement is small in the evaluation of deterioration.
- the movement of cluster B is very small.
- the control unit 201 may acquire the degree of deterioration from the value representing the movement of the remaining clusters, except for the clusters whose movement value is equal to or less than a predetermined value.
- the control unit 201 has a statistical value (for example, an average value) of values representing the movement of cluster A and cluster C, except for cluster B whose value representing movement is a predetermined value or less. May be output as the degree of deterioration.
- control unit 201 determines and outputs the necessity of maintenance for the evaluation object based on the movement of the cluster. You may.
- the control unit 201 may refer to the determination information 800 and determine whether or not maintenance is required for the evaluation target.
- FIG. 8 is a diagram illustrating the determination information 800 according to the embodiment.
- the determination information 800 for example, information for determining the necessity of maintenance work for the evaluation target may be registered.
- a threshold value is registered in the determination information 800 of FIG. 8A.
- the threshold value for example, a value indicating the movement of the cluster from the position of the cluster in a state where the deterioration of the evaluation target is small to the position of the cluster in a state where it is desirable to perform maintenance work on the evaluation target is examined in advance. , Is registered.
- the control unit 201 may output information prompting maintenance work for the evaluation target when the value representing the movement of the cluster specified in S512 is larger than the threshold value.
- the output of the information prompting the maintenance work may be, for example, displaying information such as a message prompting the maintenance work of the evaluation target object to be displayed on a display device such as a display connected to the information processing device 200. Further, in another example, the output of the information prompting the maintenance work may be to notify the administrator of the evaluation target object of the information prompting the maintenance work by e-mail or the like.
- information for determining the necessity of maintenance work may be registered for each type of deterioration of the evaluation target object.
- information on the movement direction is registered in addition to the threshold value of the movement distance of the cluster in association with the type of deterioration of the evaluation target object.
- the threshold value of the movement distance of the cluster is associated with the type of deterioration of the evaluation target, and the information for designating the cluster used for specifying the movement distance is registered in association with each other. ing.
- the threshold value of the movement distance of the cluster, the range of the movement speed, and the range of the acceleration of the movement are registered in association with the type of deterioration of the evaluation object.
- the deterioration process may also differ depending on the type of deterioration.
- the tendency of cluster movement may differ depending on the type of deterioration.
- another information that characterizes the movement of the cluster is used, for example, the movement direction of the cluster shown in FIG. 8 (b) and the information for specifying the cluster used for specifying the movement distance shown in FIG. 8 (c). Therefore, it is possible to specify the type of deterioration.
- FIG. 8 (b) the movement direction of the cluster shown in FIG. 8 (b)
- the control unit 201 may refer to the determination information 800, determine the necessity of maintenance for the evaluation target according to the type of deterioration, and output the determination result. For example, if the movement of the cluster satisfies the condition of deterioration of long-term creep registered in the determination information 800, the control unit 201 may output information prompting maintenance of deterioration of long-term creep. On the other hand, if the movement of the cluster satisfies the condition of corrosion / wear deterioration registered in the determination information 800, the control unit 201 may output information prompting maintenance of the corrosion / wear deterioration.
- control unit 201 can evaluate the deterioration of the evaluation target object based on the movement of the clusters obtained by clustering the change scores.
- the maintenance work execution interval is longer than the average life of the evaluation object. Can also be set shorter.
- the deterioration state of the evaluation target can be estimated with high accuracy based on the movement of the cluster, it is possible to lengthen the execution interval of the maintenance work. As a result, the cost of maintenance work and the work load can be reduced.
- the deterioration of the evaluation target can be detected with high accuracy based on the movement of the cluster, so that the user can evaluate the evaluation target. Maintenance work can be performed before an object breaks. Therefore, it is possible to avoid an unplanned stoppage of the evaluation target.
- the deterioration of the boiler tube group is described as an example of the evaluation target, but the embodiment is not limited to this, and the embodiment is also applied to the deterioration of other parts, devices, and equipment. be able to.
- the embodiments are not limited to this.
- the above-mentioned operation flow is an example, and the embodiment is not limited thereto.
- the operation flow may be executed by changing the order of processing, may include additional processing, or may omit some processing.
- FIG. 5 shows an example in which the processes from S501 to S505 and the processes from S506 to S512 are continuously executed, but the embodiment is not limited to this.
- the processes from S501 to S505 and the processes from S506 to S512 may be executed as different operation flows.
- the processes from S501 to S505 need only be executed once when the operation of the evaluation target object at the initial stage of operation is stable.
- the measurement data for a predetermined period such as once a month or once every six months is accumulated
- the measurement data for the predetermined period is executed as the data for the evaluation target period each time. You can do it.
- the embodiment is not limited to this, and other values are used for the cluster. It can also be used as the moving distance of.
- the cluster moves the shortest or longest distance between a plurality of change score points in the cluster before the move and a plurality of change score points in the cluster after the move. It may be used as a distance.
- the average of the distances at all combinations of the change score points included in the two clusters before and after the movement may be used as the movement distance of the cluster.
- the addition of the points of the change score corresponding to the window period of the evaluation target period to the cluster may be executed in the order according to the time series of the measurement of the measurement data in one example.
- the control unit 201 may add the points of the change score corresponding to the window period included in the predetermined period to the cluster in chronological order, collectively for each predetermined period. In this case, the points of the change score corresponding to the window period within the predetermined period may be added in any order.
- control unit 201 operates as, for example, the acquisition unit 211. Further, in the process of S505, the control unit 201 operates as, for example, the specific unit 212. In the process of S512, the control unit 201 operates as, for example, the evaluation unit 213.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer 900 for realizing the information processing apparatus 200 according to the embodiment.
- the hardware configuration for realizing the information processing device 200 of FIG. 9 includes, for example, a processor 901, a memory 902, a storage device 903, a reading device 904, a communication interface 906, and an input / output interface 907.
- the processor 901, the memory 902, the storage device 903, the reading device 904, the communication interface 906, and the input / output interface 907 are connected to each other via, for example, the bus 908.
- the processor 901 may be, for example, a single processor, a multiprocessor, or a multicore.
- the processor 901 provides a part or all of the functions of the control unit 201 described above by executing, for example, a program describing the procedure of the operation flow described above using the memory 902.
- the processor 901 of the information processing device 200 operates as the acquisition unit 211, the specific unit 212, and the evaluation unit 213 by reading and executing the program stored in the storage device 903.
- the memory 902 is, for example, a semiconductor memory, and may include a RAM area and a ROM area.
- the storage device 903 is, for example, a semiconductor memory such as a hard disk or a flash memory, or an external storage device.
- RAM is an abbreviation for Random Access Memory.
- ROM is an abbreviation for Read Only Memory.
- the reading device 904 accesses the removable storage medium 905 according to the instructions of the processor 901.
- the removable storage medium 905 is realized by, for example, a semiconductor device, a medium in which information is input / output by magnetic action, a medium in which information is input / output by optical action, and the like.
- the semiconductor device is, for example, a USB (Universal Serial Bus) memory.
- the medium to which information is input / output by magnetic action is, for example, a magnetic disk.
- the medium to which information is input / output by optical action is, for example, a CD-ROM, a DVD, a Blu-ray Disc, or the like (Blu-ray is a registered trademark).
- CD is an abbreviation for Compact Disc.
- DVD is an abbreviation for Digital Versatile Disk.
- the storage unit 202 may include, for example, a memory 902, a storage device 903, and a removable storage medium 905.
- the storage device 903 of the information processing device 200 stores, for example, the determination information 800.
- the communication interface 906 communicates with another device according to the instruction of the processor 901.
- the communication interface 906 may communicate with the sensor 950, which measures the state of the evaluation object, by wire or wireless communication, and collect measurement data from the sensor 950.
- the communication interface 906 may communicate with another device for storing the measurement data measured by the sensor 950 by wire or wireless communication to acquire the measurement data.
- the communication interface 906 is an example of the above-mentioned communication unit 203.
- the input / output interface 907 is, for example, an interface between an input device and an output device.
- the input device is, for example, a device such as a keyboard, a mouse, or a touch panel that receives an instruction from a user.
- the output device is, for example, a display device such as a display and an audio device such as a speaker.
- Each program according to the embodiment is provided to the information processing apparatus 200 in the following form, for example. (1) It is pre-installed in the storage device 903. (2) Provided by a removable storage medium 905. (3) It is provided from a server such as a program server.
- the hardware configuration of the computer 900 for realizing the information processing apparatus 200 described with reference to FIG. 9 is an example, and the embodiment is not limited to this. For example, a part of the above configuration may be deleted, or a new configuration may be added. Further, in another embodiment, for example, some or all the functions of the above-mentioned control unit 201 may be implemented as hardware by FPGA, SoC, ASIC, PLD, or the like.
- FPGA is an abbreviation for Field Programmable Gate Array.
- SoC is an abbreviation for System-on-a-chip.
- ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit.
- PLD is an abbreviation for Programmable Logic Device.
- Control unit 202 Storage unit 203 Communication unit 211 Acquisition unit 212 Specific unit 213 Evaluation unit 800 Judgment information 900 Computer 901 Processor 902 Memory 903 Storage device 904 Reading device 905 Detachable storage medium 906 Communication interface 907 Input / output interface 908 Bus 950 sensor
Landscapes
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Abstract
Description
本発明は、情報処理装置、評価方法、および評価プログラムに関する。 The present invention relates to an information processing device, an evaluation method, and an evaluation program.
例えば、産業機器、産業プラント、情報処理システム、並びにその他の機器および設備などの異常や劣化を検出するための技術が開発されている。例えば、機器や設備などにセンサを設置し、センサから得られる時系列のデータに基づいて、機器や設備などの異常を検出したり、劣化の度合いを推定したりすることが考えられる。 For example, technologies for detecting abnormalities and deterioration of industrial equipment, industrial plants, information processing systems, and other equipment and facilities have been developed. For example, it is conceivable to install a sensor in a device or equipment, detect an abnormality in the device or equipment, or estimate the degree of deterioration based on the time-series data obtained from the sensor.
これに関し、例えば、機器および設備などの異常や劣化を監視したり診断したりするための技術が知られている(例えば、特許文献1から特許文献3)。 Regarding this, for example, techniques for monitoring and diagnosing abnormalities and deterioration of equipment and facilities are known (for example, Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、センサで計測した計測データには機器の異常や劣化以外にも、例えば、季節の移り変わりに起因する計測値の変動といった機器の異常や劣化とは相関の薄い事象に基づく変動が含まれている。こうした要因は無数に存在し得るため、そのすべてを特定して計測データから排除することは難しい。そのため、多様な要因の影響を受けて変動し得る計測データから、機器や設備などの劣化を評価することのできる技術の提供が望まれている。 However, in addition to equipment abnormalities and deterioration, the measurement data measured by the sensor includes fluctuations based on events that are not closely correlated with equipment abnormalities and deterioration, such as fluctuations in measured values due to seasonal changes. There is. Since there can be innumerable such factors, it is difficult to identify all of them and exclude them from the measurement data. Therefore, it is desired to provide a technique capable of evaluating deterioration of equipment and facilities from measurement data that can fluctuate under the influence of various factors.
1つの側面では、本発明は、多様な要因の影響を受けて変動し得る計測データから、機器や設備などの劣化を評価することを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to evaluate deterioration of equipment, equipment, etc. from measurement data that can fluctuate under the influence of various factors.
本発明の一つの態様の情報処理装置は、評価対象物の状態を計測する複数のセンサから得られた時系列の計測データのうちで、基準ウィンドウ期間に計測されたデータから生成したスパース構造モデルに対する、基準ウィンドウ期間よりも後のウィンドウ期間に計測されたデータから生成したスパース構造モデルのセンサ毎の変化度を成分とする変化スコアを、学習期間に含まれる複数のウィンドウ期間のそれぞれで求めて複数の変化スコアを取得する取得部と、複数の変化スコアをクラスタリングしてクラスタの位置を特定する特定部と、評価対象期間に含まれる少なくとも1つのウィンドウ期間で求めた少なくとも1つの変化スコアを、クラスタに追加することで生じるクラスタの位置の移動に基づいて、評価対象物の劣化を評価する評価部と、を含む。 The information processing apparatus according to one aspect of the present invention is a sparse structure model generated from the data measured during the reference window period among the time-series measurement data obtained from a plurality of sensors that measure the state of the evaluation object. For each of the multiple window periods included in the learning period, the change score, which is based on the degree of change for each sensor of the cluster structure model generated from the data measured in the window period after the reference window period, was obtained. An acquisition unit that acquires a plurality of change scores, a specific unit that identifies the position of a cluster by clustering a plurality of change scores, and at least one change score obtained in at least one window period included in the evaluation target period. It includes an evaluation unit that evaluates the deterioration of the evaluation target based on the movement of the cluster position caused by adding to the cluster.
多様な要因の影響を受けて変動し得る計測データから、機器や設備などの劣化を評価することができる。 It is possible to evaluate the deterioration of equipment and facilities from measurement data that can fluctuate under the influence of various factors.
以下、図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。なお、複数の図面において対応する要素には同一の符号を付す。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The corresponding elements in a plurality of drawings are designated by the same reference numerals.
上述のように、例えば、機器や設備などの状態を計測するセンサを設置し、センサから得られる時系列の計測データに基づいて、機器や設備などの劣化の状態を推定することが考えられる。なお、以下では、機器や設備などの劣化を評価する対象物を、評価対象物と呼ぶことがある。 As described above, for example, it is conceivable to install a sensor that measures the state of equipment or equipment and estimate the state of deterioration of equipment or equipment based on the time-series measurement data obtained from the sensor. In the following, an object for evaluating deterioration of equipment or equipment may be referred to as an evaluation object.
一例として、火力発電所のボイラーチューブ群の劣化および余寿命を管理したいとする。この場合に、例えば、光ファイバ温度センサなどの温度センサや振動センサなどのセンサを、ボイラーチューブ群の温度や振動などの状態を計測できる配置で設置する。そして、センサで計測したボイラーチューブ群の各所の温度や振動などの計測データの変化から火力発電所のボイラーチューブ群の劣化を評価して、余寿命などを推定することが考えられる。そして、例えば、劣化を評価したり、余寿命を推定したりするがことができれば、点検、交換、および修理といった保守作業の実行タイミングを最適化することができる。また、例えば、ボイラーチューブのリークに起因する計画外の稼働停止といった状況を回避することができる。 As an example, suppose you want to manage the deterioration and remaining life of the boiler tube group of a thermal power plant. In this case, for example, a temperature sensor such as an optical fiber temperature sensor and a sensor such as a vibration sensor are installed in an arrangement capable of measuring the temperature and vibration of the boiler tube group. Then, it is conceivable to evaluate the deterioration of the boiler tube group of the thermal power plant from the change of the measurement data such as the temperature and vibration of each part of the boiler tube group measured by the sensor, and estimate the remaining life. Then, for example, if deterioration can be evaluated and the remaining life can be estimated, the execution timing of maintenance work such as inspection, replacement, and repair can be optimized. In addition, for example, it is possible to avoid a situation such as an unplanned operation stop due to a leak in the boiler tube.
しかしながら、センサの計測データの変化には、評価対象物の劣化以外の要因に起因する情報も含まれることがある。一例として、センサで1年間の時系列の計測データを取得したとする。この場合、計測データは、例えば、昼夜の差、季節および天気などの差に起因して変動し得る。また、評価対象物が、高速稼働、低速稼働、および停止というように稼働状態に複数の稼働モードを含む場合、それらの稼働モードの変更によってもセンサの計測データは変動し得る。更には、評価対象物の周辺に配置されているエアーコンディショナーの稼働および停止というように、周辺設備の状態の変化によってもセンサの計測データは変動し得る。 However, changes in the measurement data of the sensor may include information caused by factors other than deterioration of the evaluation target. As an example, it is assumed that a sensor acquires time-series measurement data for one year. In this case, the measured data may fluctuate due to, for example, differences between day and night, seasons and weather differences. Further, when the evaluation object includes a plurality of operation modes such as high-speed operation, low-speed operation, and stop, the measurement data of the sensor may be changed by changing the operation modes. Furthermore, the measurement data of the sensor may fluctuate due to changes in the state of peripheral equipment such as the operation and stop of the air conditioner arranged around the evaluation target.
こうした評価対象物の劣化とは相関の弱い要因に基づく計測データの変動は、評価対象物の劣化を評価する上で排除することが望ましい。しかしながら、こうした要因のすべてを特定することは困難であり、評価対象物の劣化とは相関の弱い要因に起因する変動を計測データから排除することは現実的には難しい。また、排除することができたとしても、評価対象物の劣化とは相関の弱い要因に応じた変動を計測データから取り除くには大変な手間がかかる。 It is desirable to eliminate fluctuations in measurement data based on factors that have a weak correlation with the deterioration of the evaluation target when evaluating the deterioration of the evaluation target. However, it is difficult to identify all of these factors, and it is practically difficult to exclude fluctuations caused by factors that are weakly correlated with the deterioration of the evaluation target from the measurement data. Even if it can be eliminated, it takes a lot of time and effort to remove the fluctuation according to the factor having a weak correlation with the deterioration of the evaluation target from the measurement data.
そのため、多様な要因の影響を受けて変動し得るセンサの計測データから、評価対象物の劣化を評価することのできる技術の提供が望まれている。 Therefore, it is desired to provide a technology that can evaluate the deterioration of the evaluation target from the measurement data of the sensor that can fluctuate under the influence of various factors.
また更に、例えば、評価対象物の劣化の形態に、複数の種類が存在することもある。図1は、ボイラーチューブの複数の種類の劣化を例示する図である。図1では、劣化の要因と、劣化の分類と、劣化の内容とが対応づけられている。ボイラーチューブの劣化要因には、クリープ、疲労、腐食・摩耗などがある。また、それぞれの劣化要因について、その発生の仕方などに応じた劣化の分類が示されている。例えば、クリープは、高温下での長時間にわたる応力作用のもとで低速度の変形が起こる長時間クリープと、スケールによる蒸気の流れの障害などによって過熱されたときに急激な変形が生じる短時間クリープとに分類することができる。この様に、ボイラーチューブに発生する劣化といっても多岐にわたる。そして、劣化の種類のよって、センサの計測データへの劣化の表れ方も異なり得る。 Furthermore, for example, there may be multiple types of deterioration of the evaluation target. FIG. 1 is a diagram illustrating a plurality of types of deterioration of a boiler tube. In FIG. 1, the factors of deterioration, the classification of deterioration, and the contents of deterioration are associated with each other. Deterioration factors of the boiler tube include creep, fatigue, corrosion / wear, and the like. In addition, the classification of deterioration according to the way of occurrence of each deterioration factor is shown. For example, creep is a long-term creep in which low-speed deformation occurs under long-term stress action at high temperature, and a short-time in which rapid deformation occurs when overheated due to an obstacle in the flow of steam due to scale. It can be classified as creep. In this way, the deterioration that occurs in the boiler tube is wide-ranging. The appearance of deterioration in the measurement data of the sensor may differ depending on the type of deterioration.
そのため、計測データから、評価対象物の複数の劣化の種別に応じて劣化を評価することのできる技術の提供も望まれている。以下、実施形態に係る評価対象物の劣化の評価について説明する。 Therefore, it is also desired to provide a technique capable of evaluating deterioration according to a plurality of types of deterioration of the evaluation target from the measurement data. Hereinafter, the evaluation of deterioration of the evaluation object according to the embodiment will be described.
図2は、実施形態に係る情報処理装置200のブロック構成を例示する図である。情報処理装置200は、例えば、サーバーコンピュータ、パーソナルコンピュータ(PC)、モバイルPC、タブレット端末などのコンピュータであってよい。情報処理装置200は、例えば、制御部201、記憶部202、および通信部203を含む。制御部201は、例えば取得部211、特定部212、および評価部213などを含み、また、その他の機能部を含んでもよい。情報処理装置200の記憶部202は、例えば、後述する判定情報800などの情報を記憶している。通信部203は、例えば、制御部201の指示に従ってセンサなどの他の装置と通信してよい。これらの各部の詳細および記憶部202に格納されている情報の詳細については後述する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration of the
図3は、実施形態に係る劣化の評価処理の流れを例示する図である。図3(a)には、評価対象物の状態を計測する複数のセンサから取得された計測データが示されている。情報処理装置200の制御部201は、例えば、複数のセンサから計測データを直接収集してもよいし、別の通信装置から複数のセンサで計測された計測データを取得してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating the flow of deterioration evaluation processing according to the embodiment. FIG. 3A shows measurement data acquired from a plurality of sensors that measure the state of the evaluation object. The
続いて、制御部201は、例えば、計測データに前処理を実行してよい。前処理では、例えば、ノイズとなり得る望ましくないデータの除去などが行われる。例えば、評価対象物を清掃している時、点検している時、起動したばかりでまだ動作が安定していない時の計測データのように通常の安定した稼働状態とは異なる状態でのデータを含む期間の計測データを劣化の評価に持ち込むと、ノイズとなり得る。そのため、制御部201は、これらの非通常稼働時の計測データを予め除去する前処理を実行してもよい。なお、別の実施形態では、制御部201は、以下に述べるウィンドウ期間を非通常稼働時の計測データを含まないように配置してもよい。
Subsequently, the
続いて、制御部201は、計測データに複数のウィンドウ期間を設定する。ウィンドウ期間は、例えば、所定の長さの期間であってよく、一実施形態では制御部201は、ウィンドウ期間の単位で計測データを処理してよい。
Subsequently, the
図3(a)では、時系列にウィンドウ期間1~ウィンドウ期間nのn個のウィンドウ期間が設定されている。ここで、時系列の最初のウィンドウ期間1は、基準となるウィンドウ期間として用いてよい。基準となるウィンドウ期間は、例えば、評価対象物の劣化が少なく、評価対象物が正常に稼働している期間に設定されてよい。一例では、基準となるウィンドウ期間は、評価対象物を設置または交換し、稼働を開始したばかりの初期の時期に設定されていてよい。また、複数のウィンドウ期間の他のウィンドウ期間は、例えば、基準となるウィンドウ期間の後に設定されていてよい。 In FIG. 3A, n window periods of window period 1 to window period n are set in time series. Here, the first window period 1 in the time series may be used as a reference window period. The reference window period may be set to, for example, a period in which the evaluation target has little deterioration and the evaluation target is operating normally. In one example, the reference window period may be set to the early days when the evaluation object has just been installed or replaced and put into operation. Further, the other window period of the plurality of window periods may be set after the reference window period, for example.
そして、制御部201は、基準としたウィンドウ期間1の計測データ1と、他の複数のウィンドウ期間の計測データとを取得する。図3(b)では、ウィンドウ期間2の計測データ2が取得された場合を例示している。
Then, the
続いて、制御部201は、取得した複数のウィンドウ期間の計測データのそれぞれについて、ウィンドウ期間におけるセンサ間の関係をスパース構造モデルとしてモデリングする。なお、スパース構造モデルは、例えば、多変量データの中から変数同士の本質的な繋がりを抽出して得られる構造を持つモデルであってよい。スパース構造モデルは、例えば、全ての変数同士が何らかの相関関係で繋がっている「密な構造」ではない構造であってよく、弱い相関関係を省略しつつ強い相関関係のみを残した結果として得られる「疎な構造」であってよい。スパース構造モデルは、例えば、行列表現された相関関係(例えば、多変量データの分散共分散行列に対する精度行列)において、ほとんどの成分が0の疎行列(スパース行列)であるような構造を持ったモデルで表すことができる。例えば、上述のウィンドウ期間における計測データに基づくセンサ間の関係をモデル化したスパース構造モデルは、ガウシアングラフィカルモデル(GGM:Gaussian Graphical Model)、およびグラフィカルラッソ(Graphical lasso)などのアルゴリズムを用いて生成することができる。図3(c)には、スパース構造モデルがグラフ構造で例示されている。なお、スパース構造モデルは、イジングモデル(Ising Model)、ポッツモデル(Potts Model)などのその他の表現で示されてもよい。
Subsequently, the
そして、制御部201は、基準としたウィンドウ期間1の計測データ1から得たスパース構造モデルと、他のウィンドウ期間の計測データから得たスパース構造モデルとの間で生じた関係の崩れを変化スコアとして検出する。例えば、制御部201は、基準としたウィンドウ期間1と、ウィンドウ期間2のスパース構造モデルからセンサ毎の変化度を成分とする変化スコアを算出してよい(図3(c))。なお、変化スコアは、基準としたウィンドウ期間1と、他のウィンドウ期間のスパース構造モデルから求めることができるため、ウィンドウ期間がn個であれば、n-1個の変化スコアを得ることができる。また、変化スコアは、例えば、KLダイバージェンス(Kullback-Leibler divergence)、JSダイバージェンス(Jensen-Shannon divergence)などを用いて分布間の差を計算することで求めることができる。
Then, the
続いて、制御部201は、得られた複数の変化スコアをクラスタリングする。例えば、変化スコアをKLダイバージェンスで求める場合、変化スコアは複数のセンサの各センサごとの変化度を成分とするベクトルで表される。そのため、変化スコアは、変化スコアの成分のそれぞれを軸とする多次元空間上に点としてプロットすることができる。図3(d)では、変化スコアの点を2次元でプロットした例が示されているが、実際にはセンサ数分の次元を有する多次元空間に変化スコアの点がプロットされていてよい。そして、制御部201は、多次元空間上にプロットされた複数の変化スコアと対応する点をクラスタリングしてよい。例えば、制御部201は、混合ガウスモデルを用いて学習を行い、変化スコアのクラスタリングを実行してよい。或いは、制御部201は、例えば、DBSCAN(Density-based spatial clustering of applications with noise)、K平均法(k-means)などのその他のアルゴリズムを用いてクラスタリングを実行してもよい。図3(d)では、クラスタリングの結果得られた2つのクラスタが示されている。
Subsequently, the
続いて、制御部201は、クラスタリングに用いた複数のウィンドウ期間よりも後の計測データに、更に複数のウィンドウ期間を設け、各ウィンドウ期間と対応する変化スコアの点をクラスタに追加してゆく。なお、追加する変化スコアの点がクラスタリングされるクラスタは、例えば、追加する変化スコアの点と最も距離の近いクラスタであってよい。或いは、別の実施形態では、追加する変化スコアの点がクラスタリングされるクラスタは、再度クラスタリングを実行して決定するなどその他の手法で決定されてもよい。また、制御部201は、クラスタに点を追加する際に、例えば、そのクラスタに属する変化スコアの点のうちウィンドウ期間が最も古い点を除去するなど、クラスタへの点の追加に応じて、クラスタに属する古い点を除去してもよい。
Subsequently, the
そして、この様にクラスタに新たな変化スコアの点を追加してゆくと、図3(e)に示すように、クラスタの位置が移動する。実施形態では制御部201は、このクラスタの位置の移動に基づいて、評価対象物の劣化を評価する。例えば、制御部201は、クラスタの位置の移動距離、移動速度、および移動加速度などに基づいて、評価対象物の劣化を評価してよい。クラスタの移動距離は、例えば、稼働初期の計測データに基づいて特定したクラスタと、その後の計測データに基づいて特定した移動後のクラスタとの間の距離であってよい。クラスタ間の距離は、一例では、クラスタの重心間の距離で表すことができる。また、図3(e)に示すように、複数のクラスタで移動が起こる場合には、制御部201は、複数のクラスタのそれぞれでの移動距離、移動速度、および移動加速度などの値の平均および分散などの統計値に基づいて、評価対象物の劣化を評価してもよい。
Then, when a new change score point is added to the cluster in this way, the position of the cluster moves as shown in FIG. 3 (e). In the embodiment, the
上述のように、センサで計測される計測データには、評価対象物の劣化以外の要因に起因する変動も含まれ得る。しかしながら、劣化以外の要因による計測値の変動には、元の状態に戻り得る可逆的な変化を示す要因が多く含まれている。例えば、昼夜の差、天気の差、周辺機器が稼働しているか否かなどに起因するセンサの計測値の変動は、可逆的な変化であり、長期的に見れば元の値に戻り得る変動である。そのため、これらの可逆的な変化を示す要因による計測値の変動は、クラスタ分けには寄与し得るが、長期的にみればクラスタの位置をあまり変化させない成分であることが推定される。 As described above, the measurement data measured by the sensor may include fluctuations caused by factors other than deterioration of the evaluation target. However, the fluctuation of the measured value due to factors other than deterioration includes many factors showing reversible changes that can return to the original state. For example, fluctuations in sensor measurements due to day-night differences, weather differences, and whether peripheral devices are operating are reversible changes that can return to their original values in the long run. Is. Therefore, it is presumed that the fluctuation of the measured value due to the factors showing these reversible changes can contribute to the cluster division, but it is a component that does not change the position of the cluster so much in the long term.
一方で、評価対象物に生じる劣化は多くの場合、不可逆な現象であり、劣化に起因して一度発生したセンサの計測値の変動は、もとに戻る可能性が低い。そのため、上述のように、変化スコアをクラスタリングし、例えば、数カ月、数年、および数十年などの長期的な期間にわたってクラスタの位置の移動を追うことで、クラスタの移動に基づいて評価対象物の劣化を評価することが可能である。そして、このようにクラスタの移動に基づいて評価対象物の劣化を評価すると、劣化以外の要因に起因する計測データの変動の影響を抑えて評価対象物の劣化を評価することができる。 On the other hand, the deterioration that occurs in the evaluation target is often an irreversible phenomenon, and it is unlikely that the fluctuation of the measured value of the sensor that once occurred due to the deterioration will return to the original. Therefore, as described above, by clustering the change scores and following the movement of the cluster position over a long period of time, such as months, years, and decades, the evaluation object is based on the movement of the cluster. It is possible to evaluate the deterioration of. Then, when the deterioration of the evaluation target is evaluated based on the movement of the cluster in this way, the deterioration of the evaluation target can be evaluated by suppressing the influence of the fluctuation of the measurement data caused by factors other than the deterioration.
以下、実施形態に係る劣化の評価処理について更に詳細に説明する。 Hereinafter, the deterioration evaluation process according to the embodiment will be described in more detail.
なお、以下では、評価対象物の状態を計測する複数のセンサの或るウィンドウ期間jにおける計測データを含むデータ行列Xjを式1で表すものとする。
Xj={x1,x2,…,xk,…,xN} ・・・式1
In the following, it is assumed that the data matrix X j including the measurement data in a certain window period j of a plurality of sensors for measuring the state of the evaluation object is represented by the equation 1.
X j = {x 1 , x 2 , ..., x k , ..., x N } ... Equation 1
ここで、ウィンドウ期間は、所定の長さの期間であってよく、x1,x2,…,xk,…,xN(ここで、k=1~N)は、例えば、ウィンドウ期間の各時点における複数のセンサの計測値を要素とするベクトルである。例えば、xkは、時点kにおける複数のセンサの各センサの計測値を要素とするベクトルであり、以下の式で表すことができる。
xk=(xk1,xk2,…,xki,…,xkM)T ・・・式2
Here, the window period may be a period of a predetermined length, and x 1 , x 2 , ..., X k , ..., X N (here, k = 1 to N) is, for example, the window period. It is a vector whose elements are the measured values of a plurality of sensors at each time point. For example, x k is a vector whose element is the measured value of each sensor of a plurality of sensors at the time point k, and can be expressed by the following equation.
x k = (x k1 , x k2 , ..., x ki , ..., x kM ) T ... Equation 2
ここで、Mはセンサの総数である。また、iは、i=1~Mであり、センサを識別するための番号を表す。従って、xk1,xk2,…,xki,…,xkMは、ウィンドウ期間内の時点kにおける複数のセンサの各センサiの計測値である。 Here, M is the total number of sensors. Further, i represents i = 1 to M and represents a number for identifying the sensor. Therefore, x k1 , x k2 , ..., x ki , ..., X kM are measured values of each sensor i of the plurality of sensors at the time point k within the window period.
図4は、実施形態に係る基準となるウィンドウ期間のスパース構造モデルを生成する処理の動作フローを例示する図である。制御部201は、例えば、図4の基準となるウィンドウ期間のスパース構造モデルを生成する動作フローの実行指示が入力されると、図4の処理を開始してよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation flow of a process for generating a sparse structure model for a window period as a reference according to an embodiment. The
S401において制御部201は、評価対象物の情報を計測する複数のセンサにより計測された計測データから、基準となるウィンドウ期間に計測された計測値を含むデータ行列Xrefを取得する。なお、以下では基準となるウィンドウ期間を、例えば、基準ウィンドウ期間と呼ぶことがある。基準ウィンドウ期間は、例えば、評価対象物の劣化が少なく、評価対象物が正常に稼働している期間に設定されてよい。例えば、制御部201は、記憶部202に記憶されている計測データからデータ行列Xrefを読み出してよい。
In S401, the
S402において制御部201は、基準ウィンドウ期間におけるセンサの計測データを含むデータ行列Xrefからスパース構造モデルを生成し、本動作フローは終了する。例えば、制御部201は、基準ウィンドウ期間の複数のセンサの各センサの計測データに基づき分散共分散行列を生成し、生成した分散共分散行列をスパース化してスパース構造モデルを生成してよい。一例では、スパース構造モデルは、GGMにより導出することができる。以下では、制御部201が、データ行列Xrefからスパース構造モデルとしてGGM:p(x|Xref)を導出する場合の例を述べる。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他の手法でスパース構造モデルが生成されてもよい。
In S402, the
以上において、基準ウィンドウ期間の計測データから得られたスパース構造モデル(例えば、GGM:p(x|Xref))を、評価対象物が劣化していない状態の基準となるモデルとして用い、変化スコアを計算する。 In the above, the sparse structure model (for example, GGM: p (x | X ref )) obtained from the measurement data of the reference window period is used as a reference model in the state where the evaluation object is not deteriorated, and the change score is used. To calculate.
変化スコアは、例えば、上述の基準ウィンドウ期間に計測された複数のセンサの計測データに対して、基準ウィンドウ期間よりも後のウィンドウ期間に計測された複数のセンサの計測データがどれくらい変化しているかを評価したスコアであってよい。変化スコアは、基準ウィンドウ期間のスパース構造モデルと、評価対象のウィンドウ期間のスパース構造モデルとの間で、分布間の差を計算することで求めることができる。分布間の差は、例えば、KLダイバージェンス、JSダイバージェンスなどを用いて計算することができる。以下では、KLダイバージェンスを用いて変化スコアを求める場合を例に実施形態を説明する。 The change score is, for example, how much the measurement data of the plurality of sensors measured in the window period after the reference window period changes with respect to the measurement data of the plurality of sensors measured in the above-mentioned reference window period. It may be a score that evaluates. The change score can be obtained by calculating the difference between the distributions between the sparse structure model of the reference window period and the sparse structure model of the window period to be evaluated. Differences between distributions can be calculated using, for example, KL divergence, JS divergence, and the like. Hereinafter, an embodiment will be described by taking as an example a case where a change score is obtained using KL divergence.
図5は、実施形態に係る劣化の評価処理の動作フローを例示する図である。例えば、制御部201は、劣化の評価処理の実行指示が入力されると、図5の動作フローを開始してよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation flow of deterioration evaluation processing according to an embodiment. For example, the
S501において制御部201は、クラスタリングを行うための学習期間における複数のウィンドウ期間のデータ行列Xj(j=1…L)を取得する。なお、例えば、jはウィンドウ期間を識別する番号であってよく、Lは学習に用いるウィンドウ期間の数であってよい。例えば、制御部201は、記憶部202に予め記憶されている計測データからデータ行列Xjを読み出してよい。
In S501, the control unit 201 acquires the data matrix X j (j = 1 ... L) of a plurality of window periods in the learning period for performing clustering. For example, j may be a number for identifying the window period, and L may be the number of window periods used for learning. For example, the
S502において制御部201は、各ウィンドウ期間jごとにスパース構造モデルを生成する。例えば、制御部201は、データ行列XjからGGM:p(x|Xj)を導出してよい。
In S502, the
S503において制御部201は、各ウィンドウ期間j(j=1…L)のそれぞれにおいて、複数のセンサの各センサiごとに変化度aiを算出する。制御部201は、例えば、以下の式3に示すKLダイバージェンスの式を用いて、基準ウィンドウ期間のGGM:p(x|Xref)と、評価対象のウィンドウ期間jのGGM:p(x|Xj)との間でセンサiごとの変化度aiを算出してよい。そして、制御部201は、ウィンドウ期間jに対して、各センサiごとの変化度aiを成分とする変化スコアAj={a1,a2,…,ai,…,aM}を取得する。
S504において制御部201は、得られた変化スコアAjをクラスタリングする。例えば、制御部201は、変化スコアAjの成分のそれぞれを軸とする多次元空間上に、各ウィンドウ期間jごとの変化スコアAjと対応する点がプロットしてよい。図6は、実施形態に係る劣化の評価処理の流れを例示する図であり、図6(a)に示すように、制御部201は、各ウィンドウ期間jのそれぞれについて得られた変化スコアAjを、多次元空間上にプロットしてよい。なお、図6では、変化スコアの2つの成分を軸として平面に点がプロットされている例が示されているが、実際には変化スコアAjの成分のそれぞれを軸とする多次元空間上に変化スコアAjと対応する点がプロットされてよい。
The
そして、制御部201は、プロットされた複数の変化スコアの点をクラスタリングしてよい。一例では、制御部201は、混合ガウスモデルを用いて学習を行い、複数の変化スコアの点に対してクラスタリングを実行してよい。
Then, the
なお、制御部201は、混合ガウスモデルにおいてクラスタリングに用いるクラスタの数を、例えば、赤池情報量基準(AIC)およびベイズ情報量基準(BIC)などの指標を用いて決定してよい。また、実施形態は、混合ガウスモデルによるクラスタリングに限定されるものではなく、制御部201は、DBSCAN、K平均法などのその他のアルゴリズムでクラスタリングを実行してもよい。
Note that the
図6(b)は、変化スコアのクラスタリングを例示しており、変化スコアが2つのクラスタに分類されている。 FIG. 6 (b) illustrates clustering of change scores, and change scores are classified into two clusters.
S505において制御部201は、クラスタリングモデルから、各クラスタの位置を特定する。例えば、制御部201は、クラスタの位置として、各クラスタを代表する代表点μr(r=1…s,sはクラスタ数)の位置を算出してよい。クラスタを代表する代表点には、例えば、クラスタの重心を用いることができる。図6(b)では、クラスタの代表点として、重心が示されている。なお、クラスタを代表する代表点は、重心以外のその他のクラスタ内の点を代表する点であってもよい。
In S505, the
以上のS505までの処理により、制御部201は、例えば、クラスタの初期の位置を特定することができる。そして、続く、S506以降の処理において、制御部201は、例えば、評価対象物の劣化の状態を評価する対象の期間(以下、評価対象期間と呼ぶことがある)におけるセンサの計測データから評価対象物の劣化を評価する。
By the above processing up to S505, the
S506において制御部201は、評価対象期間の計測データがあるか否かを判定する。評価対象期間は、例えば、評価対象物の劣化を評価する対象とする期間であってよく、クラスタリングを行うための学習期間の後に計測された計測データを含む期間であってよい。評価対象期間の計測データが無い場合(S506がNO)、フローはS506の処理を繰り返す。一方、評価対象期間の計測データがある場合(S506がYES)、フローはS507に進む。
In S506, the
続く、S507において制御部201は、評価対象期間の計測データからデータ行列Xoを取得する。oは、o=1…Qであってよく、評価対象期間の計測データに含まれるウィンドウ期間を識別する番号であってよい。また、Qは、評価対象期間の計測データに含まれるウィンドウ期間の数であってよい。例えば、制御部201は、記憶部202に予め記憶されている計測データからデータ行列Xoを読み出してよい。
Subsequently, in S507, the
S508において制御部201は、各ウィンドウ期間oごとのデータ行列Xoからスパース構造モデルを生成する。例えば、制御部201は、データ行列XoからGGM:p(x|Xo)を導出してよい。
The
S509において制御部201は、例えば、評価対象期間の各ウィンドウ期間oのそれぞれにおいて、複数のセンサの各センサiごとに変化度を算出する。変化度は、例えば、上述の式3に示すKLダイバージェンスの式においてXjの代わりにXoを用いることで算出することができ、制御部201は、それによりウィンドウ期間oごとに変化スコアAoを取得する。
In S509, for example, the
S510において制御部201は、得られた変化スコアAoをクラスタに追加する。一例では、制御部201は、多次元空間上に変化スコアAoをプロットした点から最も近いクラスタに、変化スコアAoをクラスタリングしてよい。或いは、別の実施形態では、制御部201は、変化スコアAoを加えて再度、混合ガウスモデルなどによるクラスタリングを実行し、変化スコアAoがクラスタリングされるクラスタを決定してもよい。そして、例えば、変化スコアAoをクラスタに追加することにより、クラスタが移動し得る。図6(c)には、変化スコアAoをクラスタに追加した例が示されており、クラスタへの変化スコアAoの追加により、クラスタが移動している。
In S510, the
S511において制御部201は、クラスタの位置を再度特定する。例えば、制御部201は、クラスタの位置として、各クラスタを代表する代表点μt(t=1…s,sはクラスタ数)を特定してよい。代表点には、例えば、クラスタの重心など、S505で用いたのと同様の点を用いることができる。なお、クラスタには評価対象期間の計測データから得られた変化スコアAoの点が含まれるため、クラスタの代表点の位置には、S505と比較して変化が生じ得る。
In S511, the
S512において制御部201は、クラスタの位置の移動に基づいて、評価対象物の劣化を評価し、評価結果を出力し、本動作フローは終了する。評価結果は、例えば、評価対象物の劣化の度合いを表す劣化度であってよい。例えば、S512において制御部201は、S505で特定した学習期間におけるクラスタの位置から、S511で特定した評価対象期間の変化スコアの点を含むクラスタの位置までのクラスタの移動を表す値を、評価対象物の劣化度として出力してよい。移動を表す値は、例えば、クラスタの移動距離、移動速度、および移動加速度などであってよい。例えば、図6(d)では、2つのクラスタの重心間の距離を劣化度として用いる例が示されており、ユーザは劣化度として出力された重心間の距離の大きさから、評価対象物の劣化の状態を推定することができる。
In S512, the
なお、図6(d)では、1つのクラスタの移動を表す値を劣化度として用いる例が示されているが、クラスタリングの結果得られた複数のクラスタが移動することも起こり得る。この場合、クラスタの移動を表す値は、例えば、複数のクラスタのそれぞれのクラスタの移動を表す値の平均値、中央値、最頻値、および分散などの統計値で表されてよい。図7は、複数のクラスタの移動を例示する図である。例えば、図7(a)に示すように、3つのクラスタA、クラスタB、およびクラスタCがあり、それぞれのクラスタが移動しているとする。この場合に、制御部201は、3つのクラスタのそれぞれで取得した移動を表す値の統計値(例えば、平均値)を、劣化度として出力してよい。
Although FIG. 6D shows an example in which a value representing the movement of one cluster is used as the degree of deterioration, it is possible that a plurality of clusters obtained as a result of clustering move. In this case, the value representing the movement of clusters may be represented by, for example, statistical values such as the average value, the median value, the mode value, and the distribution of the values representing the movement of each cluster of a plurality of clusters. FIG. 7 is a diagram illustrating the movement of a plurality of clusters. For example, as shown in FIG. 7A, it is assumed that there are three clusters A, B, and C, and each cluster is moving. In this case, the
また、別の実施形態では、制御部201は、クラスタの移動を表す値が所定値以下で移動の小さいクラスタについては、劣化の評価において利用しなくてもよい。例えば、図7(b)では、クラスタBの移動は非常に小さい。このように、移動の小さいクラスタは、評価対象物の劣化に基づく変化の成分をあまり含んでいないことが推定される。そのため、制御部201は、例えば、移動を表す値が所定値以下のクラスタについては除いて、残りのクラスタの移動を表す値から、劣化度を取得してもよい。例えば、図7(b)の例では、制御部201は、移動を表す値が所定値以下のクラスタBを除いて、クラスタAおよびクラスタCの移動を表す値の統計値(例えば、平均値)を、劣化度として出力してよい。
Further, in another embodiment, the
また、S512において制御部201が出力する評価対象物の劣化の評価結果の別な例として、制御部201は、クラスタの移動に基づいて、評価対象物に対する保守の要否を判定して出力してもよい。例えば、制御部201は、判定情報800を参照し、評価対象物に対する保守の要否を判定してよい。
Further, as another example of the evaluation result of the deterioration of the evaluation object output by the
図8は、実施形態に係る判定情報800を例示する図である。判定情報800には、例えば、評価対象物に対する保守作業の要否を判定するための情報が登録されていてよい。例えば、図8(a)の判定情報800には閾値が登録されている。閾値には、例えば、評価対象物の劣化が少ない状態でのクラスタの位置から、評価対象物に保守作業を行うことが望ましい状態でのクラスタの位置までのクラスタの移動を表す値が予め調べられ、登録されている。それにより、例えば、制御部201は、S512において特定したクラスタの移動を表す値が閾値よりも大きい場合に、評価対象物に対する保守作業を促す情報を出力してもよい。保守作業を促す情報の出力は、例えば、情報処理装置200と接続されたディスプレイなどの表示装置に、評価対象物の保守作業を実行するよう促すメッセージなどの情報を表示させることであってよい。また、別な例では、保守作業を促す情報の出力は、メールなどで評価対象物の管理者に保守作業を促す情報を通知することであってよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating the
また、判定情報800には、例えば、評価対象物の劣化の種別ごとに保守作業の要否を判定するための情報が登録されてもよい。例えば、図8(b)の判定情報800では、評価対象物の劣化の種別と対応づけてクラスタの移動距離の閾値に加えて、移動方向の情報が登録されている。また、図8(c)の判定情報800では、評価対象物の劣化の種別と対応づけてクラスタの移動距離の閾値と、移動距離の特定に用いるクラスタを指定する情報とが対応づけて登録されている。図8(d)の判定情報800では、評価対象物の劣化の種別と対応づけてクラスタの移動距離の閾値と、移動速度の範囲と、移動の加速度の範囲とが登録されている。
Further, in the
図1を参照して述べたように、評価対象物の劣化には様々な種類があることがあり、劣化の過程も劣化の種類に応じて異なることがある。そして、劣化の種類に応じてクラスタの移動の傾向も異なり得る。この場合にも、例えば、図8(b)に示すクラスタの移動方向や、図8(c)に示す移動距離の特定に用いるクラスタを指定する情報などのクラスタの移動を特徴付ける別の情報を用いることで、劣化の種別を特定することが可能である。また、同様に、例えば、図8(d)に示すように、クラスタの移動を表す値としてクラスタの移動距離の閾値、移動速度の範囲、移動の加速度の範囲といった複数の情報を用いることで、劣化の種別を特定することが可能である。そして、S512の処理では、制御部201は、例えば、判定情報800を参照し、劣化の種別に応じて評価対象物に対する保守の要否を判定し、判定結果を出力してもよい。例えば、制御部201は、クラスタの移動が、判定情報800に登録されている長時間クリープの劣化の条件を満たす場合、長時間クリープの劣化の保守を促す情報を出力してよい。一方、制御部201は、クラスタの移動が、判定情報800に登録されている腐食・摩耗の劣化の条件を満たす場合、腐食・摩耗の劣化の保守を促す情報を出力してよい。
As described with reference to FIG. 1, there may be various types of deterioration of the evaluation target, and the deterioration process may also differ depending on the type of deterioration. And the tendency of cluster movement may differ depending on the type of deterioration. Also in this case, another information that characterizes the movement of the cluster is used, for example, the movement direction of the cluster shown in FIG. 8 (b) and the information for specifying the cluster used for specifying the movement distance shown in FIG. 8 (c). Therefore, it is possible to specify the type of deterioration. Similarly, for example, as shown in FIG. 8D, by using a plurality of information such as a threshold value of the movement distance of the cluster, a range of movement speed, and a range of acceleration of movement as values representing the movement of the cluster, It is possible to specify the type of deterioration. Then, in the process of S512, the
以上で述べたように、図5の動作フローによれば、制御部201は、変化スコアをクラスタリングして得られたクラスタの移動に基づいて、評価対象物の劣化を評価することができる。
As described above, according to the operation flow of FIG. 5, the
例えば、定期的に保守作業を実行して評価対象物の状態を維持する場合、たまたま劣化が早く進んでしまうことも起こり得るため、保守作業の実行間隔は、評価対象物の平均的な寿命よりも短めに設定され得る。しかしながら、実施形態によれば、クラスタの移動に基づいて、評価対象物の劣化状態を高い精度で推定することができるため、保守作業の実行間隔を長くしたりすることが可能である。その結果、保守作業にかかるコストや、作業負担を軽減することができる。 For example, when maintenance work is performed regularly to maintain the state of the evaluation object, it may happen that the deterioration progresses quickly, so the maintenance work execution interval is longer than the average life of the evaluation object. Can also be set shorter. However, according to the embodiment, since the deterioration state of the evaluation target can be estimated with high accuracy based on the movement of the cluster, it is possible to lengthen the execution interval of the maintenance work. As a result, the cost of maintenance work and the work load can be reduced.
また、たまたま評価対象物の劣化が早く進んでしまった場合にも、実施形態によればクラスタの移動に基づいて、評価対象物の劣化を高い精度で検出することができるため、ユーザは評価対象物が壊れる前に保守作業を実施することができる。そのため、評価対象物の計画外の停止などを回避することができる。なお、上記においては評価対象物の例としてボイラーチューブ群の劣化を述べたが、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他の部品、機器、および設備の劣化にも実施形態は適用することができる。 Further, even if the deterioration of the evaluation target happens to progress quickly, according to the embodiment, the deterioration of the evaluation target can be detected with high accuracy based on the movement of the cluster, so that the user can evaluate the evaluation target. Maintenance work can be performed before an object breaks. Therefore, it is possible to avoid an unplanned stoppage of the evaluation target. In the above, the deterioration of the boiler tube group is described as an example of the evaluation target, but the embodiment is not limited to this, and the embodiment is also applied to the deterioration of other parts, devices, and equipment. be able to.
以上において、実施形態を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の動作フローは例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。可能な場合には、動作フローは、処理の順番を変更して実行されてもよく、別に更なる処理を含んでもよく、または、一部の処理が省略されてもよい。 Although the embodiments have been illustrated above, the embodiments are not limited to this. For example, the above-mentioned operation flow is an example, and the embodiment is not limited thereto. When possible, the operation flow may be executed by changing the order of processing, may include additional processing, or may omit some processing.
例えば、図5では、S501からS505までの処理と、S506からS512までの処理とを続けて実行する例が示されているが、実施形態はこれに限定されるものではない。別の実施形態では、S501からS505までの処理と、S506からS512までの処理とは別の動作フローとして実行されてもよい。一例として、S501からS505までの処理は、評価対象物の稼働初期の動作が安定している時期に1度だけ実行されればよい。また、例えば、S506からS512までの処理は、月に1度、半年に1度などの所定期間の計測データが蓄積すると、その都度、その所定期間の計測データを評価対象期間のデータとして実行されてよい。 For example, FIG. 5 shows an example in which the processes from S501 to S505 and the processes from S506 to S512 are continuously executed, but the embodiment is not limited to this. In another embodiment, the processes from S501 to S505 and the processes from S506 to S512 may be executed as different operation flows. As an example, the processes from S501 to S505 need only be executed once when the operation of the evaluation target object at the initial stage of operation is stable. Further, for example, in the processing from S506 to S512, when the measurement data for a predetermined period such as once a month or once every six months is accumulated, the measurement data for the predetermined period is executed as the data for the evaluation target period each time. You can do it.
また、上述の実施形態では、例えば、クラスタの移動距離を、クラスタの重心間の距離を用いて特定する例を述べているが実施形態はこれに限定されるものではなく、その他の値をクラスタの移動距離として用いることもできる。例えば、別の実施形態では、移動前のクラスタ内の複数の変化スコアの点と、移動後のクラスタ内の複数の変化スコアの点との間で、最も短い距離または最も長い距離をクラスタの移動距離として用いてもよい。或いは、別の実施形態では、移動前と移動後の2つのクラスタに含まれる変化スコアの点の全ての組み合わせでの距離の平均を、クラスタの移動距離として用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, for example, an example in which the moving distance of the cluster is specified by using the distance between the centers of gravity of the cluster is described, but the embodiment is not limited to this, and other values are used for the cluster. It can also be used as the moving distance of. For example, in another embodiment, the cluster moves the shortest or longest distance between a plurality of change score points in the cluster before the move and a plurality of change score points in the cluster after the move. It may be used as a distance. Alternatively, in another embodiment, the average of the distances at all combinations of the change score points included in the two clusters before and after the movement may be used as the movement distance of the cluster.
また、上述の実施形態において、評価対象期間のウィンドウ期間と対応する変化スコアの点のクラスタへの追加は、一例では、計測データの計測の時系列に従う順序で実行されてよい。クラスタへの変化スコアの点の追加を、時系列に従う順序で実行することで、クラスタの位置の移動の時系列な変化を捉えることができる。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、制御部201は、所定期間ごとにまとめて、所定期間に含まれるウィンドウ期間と対応する変化スコアの点を時系列に従ってクラスタに追加してもよい。この場合、所定期間内のウィンドウ期間と対応する変化スコアの点は任意の順序で追加されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the addition of the points of the change score corresponding to the window period of the evaluation target period to the cluster may be executed in the order according to the time series of the measurement of the measurement data in one example. By adding the points of the change score to the cluster in the order according to the time series, it is possible to capture the time-series change of the movement of the position of the cluster. However, the embodiments are not limited to this. For example, in another embodiment, the
なお、上述の実施形態においてS503の処理では制御部201は、例えば、取得部211として動作する。また、S505の処理では制御部201は、例えば、特定部212として動作する。S512の処理では制御部201は、例えば、評価部213として動作する。
In the above-described embodiment, in the process of S503, the
図9は、実施形態に係る情報処理装置200を実現するためのコンピュータ900のハードウェア構成を例示する図である。図9の情報処理装置200を実現するためのハードウェア構成は、例えば、プロセッサ901、メモリ902、記憶装置903、読取装置904、通信インタフェース906、および入出力インタフェース907を備える。なお、プロセッサ901、メモリ902、記憶装置903、読取装置904、通信インタフェース906、入出力インタフェース907は、例えば、バス908を介して互いに接続されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a hardware configuration of a
プロセッサ901は、例えば、シングルプロセッサであっても、マルチプロセッサやマルチコアであってもよい。プロセッサ901は、メモリ902を利用して例えば上述の動作フローの手順を記述したプログラムを実行することにより、上述した制御部201の一部または全部の機能を提供する。例えば、情報処理装置200のプロセッサ901は、記憶装置903に格納されているプログラムを読み出して実行することで、取得部211、特定部212、および評価部213として動作する。
The
メモリ902は、例えば半導体メモリであり、RAM領域およびROM領域を含んでよい。記憶装置903は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、または外部記憶装置である。なお、RAMは、Random Access Memoryの略称である。また、ROMは、Read Only Memoryの略称である。
The
読取装置904は、プロセッサ901の指示に従って着脱可能記憶媒体905にアクセスする。着脱可能記憶媒体905は、例えば、半導体デバイス、磁気的作用により情報が入出力される媒体、光学的作用により情報が入出力される媒体などにより実現される。なお、半導体デバイスは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリである。また、磁気的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、磁気ディスクである。光学的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、CD-ROM、DVD、Blu-ray Disc等(Blu-rayは登録商標)である。CDは、Compact Discの略称である。DVDは、Digital Versatile Diskの略称である。
The
記憶部202は、例えばメモリ902、記憶装置903、および着脱可能記憶媒体905を含んでよい。例えば、情報処理装置200の記憶装置903には、例えば、判定情報800が格納されている。
The
通信インタフェース906は、プロセッサ901の指示に従って、他の装置と通信する。一例では、通信インタフェース906は、評価対象物の状態を計測するセンサ950と有線または無線通信で通信し、センサ950から計測データを収集してよい。また、別の実施形態では、通信インタフェース906は、センサ950で計測された計測データを記憶する別の装置と有線または無線通信で通信し、計測データを取得してもよい。通信インタフェース906は、上述の通信部203の一例である。
The
入出力インタフェース907は、例えば、入力装置および出力装置との間のインタフェースである。入力装置は、例えばユーザからの指示を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネルなどのデバイスである。出力装置は、例えばディスプレイなどの表示装置、およびスピーカなどの音声装置である。
The input /
実施形態に係る各プログラムは、例えば、下記の形態で情報処理装置200に提供される。
(1)記憶装置903に予めインストールされている。
(2)着脱可能記憶媒体905により提供される。
(3)プログラムサーバなどのサーバから提供される。
Each program according to the embodiment is provided to the
(1) It is pre-installed in the
(2) Provided by a removable storage medium 905.
(3) It is provided from a server such as a program server.
なお、図9を参照して述べた情報処理装置200を実現するためのコンピュータ900のハードウェア構成は、例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の構成の一部が削除されてもよく、また、新たな構成が追加されてもよい。また、別の実施形態では、例えば、上述の制御部201の一部または全部の機能がFPGA、SoC、ASIC、およびPLDなどによるハードウェアとして実装されてもよい。なお、FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。SoCは、System-on-a-chipの略称である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略称である。PLDは、Programmable Logic Deviceの略称である。
The hardware configuration of the
以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態および代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。 In the above, some embodiments will be described. However, the embodiments are not limited to the above embodiments and should be understood to include various variants and alternatives of the above embodiments. For example, it will be understood that various embodiments can be embodied by transforming the components within a range that does not deviate from the purpose and scope. It will also be appreciated that various embodiments can be implemented by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above-described embodiments. Further, various embodiments may be implemented by removing some components from all the components shown in the embodiments or by adding some components to the components shown in the embodiments. Those skilled in the art will understand.
200 情報処理装置
201 制御部
202 記憶部
203 通信部
211 取得部
212 特定部
213 評価部
800 判定情報
900 コンピュータ
901 プロセッサ
902 メモリ
903 記憶装置
904 読取装置
905 着脱可能記憶媒体
906 通信インタフェース
907 入出力インタフェース
908 バス
950 センサ
200
Claims (7)
前記複数の変化スコアをクラスタリングしてクラスタの位置を特定する特定部と、
評価対象期間に含まれる少なくとも1つのウィンドウ期間で求めた少なくとも1つの変化スコアを、前記クラスタに追加することで生じる前記クラスタの位置の移動に基づいて、前記評価対象物の劣化を評価する評価部と、
を含む、情報処理装置。 Of the time-series measurement data obtained from multiple sensors that measure the state of the evaluation object, the window period after the reference window period for the sparse structure model generated from the data measured during the reference window period. The acquisition unit that obtains a change score based on the degree of change for each sensor of the sparse structure model generated from the data measured in each of the multiple window periods included in the learning period and acquires a plurality of change scores.
A specific part that clusters the plurality of change scores to identify the position of the cluster, and
An evaluation unit that evaluates deterioration of the evaluation target object based on the movement of the position of the cluster caused by adding at least one change score obtained in at least one window period included in the evaluation target period to the cluster. When,
Information processing equipment, including.
前記評価部は、前記複数のクラスタのうちの少なくとも1つのクラスタの位置の移動に基づいて、前記評価対象物の劣化を評価する、
請求項1または2に記載の情報処理装置。 The specific part identifies the positions of a plurality of clusters obtained by the clustering, and identifies the positions of the plurality of clusters.
The evaluation unit evaluates the deterioration of the evaluation target based on the movement of the position of at least one of the plurality of clusters.
The information processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記クラスタの位置の移動が第1の条件を満たす場合に、前記評価対象物に対する第1の種別の劣化の保守作業を促す情報を出力し、
前記クラスタの位置の移動が第2の条件を満たす場合に、前記評価対象物に対する第2の種別の劣化の保守作業を促す情報を出力する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 The evaluation unit
When the movement of the position of the cluster satisfies the first condition, the information prompting the maintenance work of the deterioration of the first type for the evaluation object is output.
When the movement of the position of the cluster satisfies the second condition, the information prompting the maintenance work of the deterioration of the second type for the evaluation object is output.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の変化スコアをクラスタリングしてクラスタの位置を特定し、
評価対象期間に含まれる少なくとも1つのウィンドウ期間で求めた少なくとも1つの変化スコアを、前記クラスタに追加することで生じる前記クラスタの位置の移動に基づいて、前記評価対象物の劣化を評価する、
ことを含む、情報処理装置が実行する評価方法。 Of the time-series measurement data obtained from multiple sensors that measure the state of the evaluation object, the window period after the reference window period for the sparse structure model generated from the data measured during the reference window period. The change score, which is based on the degree of change for each sensor of the sparse structure model generated from the data measured in, is obtained for each of the multiple window periods included in the learning period, and multiple change scores are obtained.
Clustering the multiple change scores to locate the cluster,
Deterioration of the evaluation target is evaluated based on the movement of the position of the cluster caused by adding at least one change score obtained in at least one window period included in the evaluation target period to the cluster.
An evaluation method performed by an information processing device, including the above.
前記複数の変化スコアをクラスタリングしてクラスタの位置を特定し、
評価対象期間に含まれる少なくとも1つのウィンドウ期間で求めた少なくとも1つの変化スコアを、前記クラスタに追加することで生じる前記クラスタの位置の移動に基づいて、前記評価対象物の劣化を評価する、
処理を情報処理装置に実行させる評価プログラム。
Of the time-series measurement data obtained from multiple sensors that measure the state of the evaluation object, the window period after the reference window period for the sparse structure model generated from the data measured during the reference window period. The change score, which is based on the degree of change for each sensor of the sparse structure model generated from the data measured in, is obtained for each of the multiple window periods included in the learning period, and multiple change scores are obtained.
Clustering the multiple change scores to locate the cluster,
Deterioration of the evaluation target is evaluated based on the movement of the position of the cluster caused by adding at least one change score obtained in at least one window period included in the evaluation target period to the cluster.
An evaluation program that causes an information processing device to execute processing.
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