CN113574484A - 支援装置、显示装置、支援方法及支援程序 - Google Patents

Abstract

支援装置(10)用于掌握工厂设备的运转状况，其具备：数据获取部(21)，获取工厂设备的过程数据；汇总部(23)，对由数据获取部(21)获取的过程数据的维度进行汇总；及显示部(26)，显示由汇总部(23)汇总的汇总数据。

Description

支援装置、显示装置、支援方法及支援程序

技术领域

本发明涉及一种用于掌握工厂设备的运转状况的支援装置、显示装置、支援方法及支援程序。

背景技术

通常，要求工厂设备的作业人员多方面地掌握配置于物理图上的多个指示器或多个传感器的时序数据的趋势变化及传感器之间的联动性等各种参数。并且，以往，作为用于支援掌握工厂设备的运转状况的装置，例如已知有专利文献1及2的装置。专利文献1中记载了针对不同类型的多个设备以相同的标准计算出表示维护优先级的指标值。并且，专利文献2中公开了从工厂设备的过程数据计算出估计值或预测值从而支援工厂设备的运行。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-87867号公报

专利文献2：日本特开2018-112903号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，以往，只有多方面地理解配置于物理图上的各种参数才能够掌握工厂设备的运转状况，因此有时不仅给作业人员带来过大负担，对非专业人员而言则难以准确地掌握工厂设备的运转状况。

在此，专利文献1的装置中仅仅计算出维护优先级，无法说能够充分应对工厂设备的运转状况的掌握。并且，专利文献2的装置中需要进行估计值或预测值的计算，因此期待以更简单的结构掌握工厂设备的运转状况。

本发明的一种实施方式的示例性目的之一在于提供一种能够以简单的结构容易掌握工厂设备的运转状况的支援装置、显示装置、支援方法及支援程序。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式所涉及的支援装置用于掌握工厂设备的运转状况，其具备：数据获取部，获取工厂设备的过程数据；汇总部，对由数据获取部获取的过程数据的维度进行汇总；及显示部，显示由汇总部汇总的汇总数据。

根据上述方式，通过汇总部汇总过程数据的维度，在显示部中显示通过汇总部汇总的汇总数据。由此，显示对过程数据的维度进行了汇总的汇总数据，因此与显示多维的过程数据的情况相比，例如不会给作业人员强加过大负担，能够容易掌握工厂设备的运转状况。并且，由于是基于汇总数据的显示，因此例如即使是非专业人员也能够掌握工厂设备的运转状况。而且，由于使用对过程数据的维度进行了汇总的汇总数据，因此能够以简单的结构支援工厂设备的运转状况的掌握。

本发明的另一实施方式为显示装置。该装置为用于掌握工厂设备的运转状况的显示装置，其能够以可对比方式显示如下数据：对工厂设备的过程数据的维度进行了汇总的汇总数据；及整合有与工厂设备相关的已登录的事件的过去的汇总数据。

本发明的又一实施方式为支援方法。该方法为用于掌握工厂设备的运转状况的支援方法，其包括如下步骤：通过数据获取部获取工厂设备的过程数据；通过汇总部汇总由数据获取部获取的过程数据的维度；及通过显示部显示由汇总部汇总的汇总数据。

本发明的又一实施方式为支援程序。该程序是为了掌握工厂设备的运转状况而使计算机执行的支援程序，所述程序使计算机执行如下步骤：获取工厂设备的过程数据；汇总所获取的过程数据的维度；及显示所汇总的汇总数据。

本发明的又一实施方式为工厂设备。该工厂设备具备：数据获取部，从设置于该工厂设备的传感器及控制该工厂设备的控制装置获取过程数据；汇总部，对由数据获取部获取的过程数据的维度进行汇总；及显示部，显示由汇总部汇总的汇总数据。

另外，以上构成要件的任意组合或在方法、装置、***、计算机程序、数据结构、记录介质等之间彼此替换本发明的构成要件和表述的方式也作为本发明的实施方式而有效。

发明效果

根据本发明，能够以简单的结构容易掌握工厂设备的运转状况。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式所涉及的支援装置10的结构的图。

图2是表示支援装置10的硬件结构的一例的图。

图3是表示基于支援装置10的支援方法的一例的流程图。

图4是表示基于支援装置10的支援方法的一例的流程图。

图5是用于说明基于支援装置10的支援方法的图。

图6是用于说明基于支援装置10的支援方法的图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明，但是，以下实施方式并不用于限定权利要求的范围，并且，在实施方式中说明的所有特征组合并非在发明的解决方案中是必不可少的。在各附图中，对相同或同样的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。

图1至图6是用于说明本发明的实施方式所涉及的支援装置及支援方法的图。具体而言，图1是表示本发明的一种实施方式所涉及的支援装置10的结构的图，图2是表示支援装置10的硬件结构的一例的图。并且，图3及图4是表示基于支援装置10的支援方法的一例的流程图，图5及图6是用于说明支援方法的一例的图。

支援装置10用于掌握工厂设备的运转状态。作为工厂设备的一例，可举出发电工厂设备、焚化工厂设备或化学工厂设备等。工厂设备具备进行预定的处理(例如，发电处理、焚化处理、化学处理等)的处理装置(未图示)。工厂设备中可使用任意的过程数据。过程数据例如为温度、压力、空气量、浓度或成分等过程值的数据。具体而言，过程数据的过程值可以包括由设置于工厂设备的传感器检测出的测定值和基于该传感器进行检测的位置处的设定值与测定值的差量的操作量。从工厂设备获取的过程数据为存在数百种以上的多维数据。

支援装置10具备维度汇总机构20和存储部30。维度汇总机构20与设置于工厂设备的多个传感器(未图示)及控制工厂设备的控制装置(未图示)连接，并且从传感器及控制装置获取过程数据，将获取的过程数据汇总并显示该汇总数据。存储部30存储与工厂设备相关的各种数据，并且还存储由维度汇总机构20计算出或获取的各种数据。

支援装置10中预先安装有执行本实施方式的支援方法所需的预定的程序，图2中示出了支援装置10的硬件结构的一例。具体而言，支援装置10可以使用具备CPU101、ROM102、RAM103、外存储器104、用户界面105、显示器106、打印机107及通信接口108的通用或专用的计算机。CPU101基于由作业人员通过用户界面105输入的信息而进行演算，并且将其演算结果输出至显示器106或打印机107，作业人员能够识别该输出的同时通过用户界面105能够对支援装置10输入所需的信息。

支援装置10可以由单个计算机构成，也可以由分散在网络上的多个计算机构成。关于支援装置10，例如由CPU执行存储于上述ROM、RAM、外存储器等中或经由通信网络下载的预定的程序(规定了本实施方式所涉及的支援方法的程序)，从而能够使支援装置10发挥后述的各种功能块或各种步骤的功能。

以下，对支援装置10中的维度汇总机构20及存储部30的各种功能块进行说明。

维度汇总机构20具备数据获取部21、规则生成部22、汇总部23、事件登录部24、数据整合部25及显示部26。并且，存储部30具备过程数据存储部31、维度汇总规则存储部32及汇总数据存储部33。

数据获取部21获取工厂设备的过程数据。过程数据例如为表示过程值的经时变化的数据。此时，过程数据可以为隔着预定时间间隔的连续的过程值的变化。过程数据为多维数据。由数据获取部21获取的过程数据与工厂设备的时间信息一同存储于过程数据存储部31中。

规则生成部22针对存储于过程数据存储部31中的过程数据生成将该过程数据的维度汇总为较少的维数的维度汇总规则。由规则生成部22生成的维度汇总规则与工厂设备的时间信息一同存储于维度汇总规则存储部32中。

维度汇总的算法并不受特别限定，例如可以应用主成分分析。此时，维度汇总规则针对存储于过程数据存储部31中的过程数据确定第1至第n(n为2以上的整数)主成分。规则生成部22的维度汇总规则的生成可以定期进行，或者也可以在维度汇总机构20每次为了掌握工厂设备的运转状况而汇总过程数据的维度时对目前为止存储于过程数据存储部31中的过程数据生成(或更新)维度汇总规则。维度汇总规则中的主成分的个数并不受限定，例如可以为第1主成分及第2主成分这两个主成分，或者也可以为第1主成分至第3主成分这三个主成分。通过减少主成分的数量，能够更加简单地显示工厂设备的运转状况。

汇总部23汇总由数据获取部21获取的过程数据的维度。例如，汇总部23基于由规则生成部22生成的维度汇总规则来汇总过程数据的维度。由此，生成维数少于过程数据的维数的汇总数据。由汇总部23汇总的过程数据为欲掌握工厂设备的运转状况的预定期间的过程数据。例如，汇总部23可以从当前的过程数据生成当前的汇总数据。如此生成的汇总数据存储于汇总数据存储部33中。并且，可以将汇总数据显示于将各主成分作为座标轴的座标系中。例如，可以将汇总为由第1主成分及第2主成分构成的二维的汇总数据显示于二维座标系中。

事件登录部24登录与工厂设备相关的事件。事件登录部24例如通过接受来自作业人员的经由用户界面105的输入而登录事件。事件的内容根据工厂设备的运转状况而多种多样，大体可以分为对工厂设备的运转而言良好的状态或不良的状态。作为事件的具体内容，例如可以有工厂设备的试运转(良好状态)、刚进行定期检查之后的运转(良好状态)、故障状态(不良状态)、工厂设备的实际运转脱离设定值的状态(不良状态)、工厂设备再运转时的运转(不良状态)等。事件登录部24例如可以将事件与工厂设备的运转状况的好坏信息建立关联后进行登录。好坏信息并不只限于表示好坏的标志等，只要是作业人员能够识别其内容从而能够掌握对工厂设备的运转而言良好或不良的信息即可。另外，由事件登录部24登录的事件并不只限于对工厂设备的运转而言属于好坏中的任意一个状态，也可以属于除此以外的不明状态。

数据整合部25整合由事件登录部24登录的事件和由汇总部23汇总的汇总数据。已与事件整合的汇总数据存储于汇总数据存储部33中。并且，并不只限于由汇总部23汇总的所有汇总数据与事件整合，例如也可以仅整合预定时间的汇总数据和在该预定时间发生的事件。

显示部26(显示装置的一例)显示由汇总部23汇总的汇总数据。例如，如果是汇总为由第1主成分及第2主成分构成的二维的汇总数据，则能够通过显示部26将汇总数据显示于二维座标系中。并且，显示部26以可对比方式显示欲掌握工厂设备的运转状况的预定时刻的汇总数据与该时刻之前的汇总数据。此时，可以一同显示过去的汇总数据及与其整合的事件的内容(以及根据需要还显示好坏信息)。并且，还可以通过显示部26显示对工厂设备执行了动作时的汇总数据的变化。该汇总数据的变化的显示例如通过示出座标系中的汇总数据的动作前后的基于座标的信息来进行。

另外，关于上述维度汇总机构20及存储部30的各种结构的具体动作，将在后述的支援方法中进一步详细叙述。

以下，作为本发明的一种实施方式所涉及的支援方法，参考图3至图6对使用支援装置10的动作的一例进行说明。图3是本实施方式所涉及的整个支援方法的一例。图4中示出了整合事件和汇总数据的方法的一例。并且，图5及图6中示出了对工厂设备执行动作的前后的基于显示部26的显示方式的一例。

在以下方法中，对比当前的汇总数据和过去的汇总数据(试运转时的良好状态)，将良好状态的过去的汇总数据作为目标，使工厂设备以接近该目标的方式运转的方法的一例进行说明。另外，对将主成分分析用作维度汇总的算法的例子进行说明。

在图3中，首先，通过数据获取部21获取工厂设备的当前的过程数据(S10)。由数据获取部21获取的当前的过程数据存储于过程数据存储部31中。过程数据存储部31中除了存储有当前的过程数据以外，还存储有预定期间的过去的过程数据。数据获取部21的过程数据的获取可以通过接受来自作业人员的经由用户界面105的输入来进行。

接着，通过汇总部23汇总当前的过程数据的维度(S11)。具体而言，汇总部23基于由规则生成部22生成的维度汇总规则汇总从过程数据存储部31中读取的当前的过程数据的维度，由此生成当前的汇总数据。维度汇总规则针对存储于过程数据存储部31中的当前及过去的过程数据而生成，例如包括确定各主成分的内容。然后，汇总部23计算出由规则生成部22确定的各主成分的主成分得分，并将该主成分得分作为汇总数据。如此生成的汇总数据存储于汇总数据存储部33中。

接着，通过显示部26以可对比方式显示当前的汇总数据及已与事件整合的过去的汇总数据(S12)。显示部26的显示可以以经由用户界面105的输入为契机而进行。

在此，参考图4对整合事件和汇总数据的方法的一例进行说明。首先，通过事件登录部24登录事件(S20)。关于事件的登录，通过作业人员经由用户界面105输入其内容而登录事件。事件登录部24的事件的登录可以预先登录能够想到的各种事件，也可以在伴随工厂设备的运转状况而产生事件的时刻进行登录。并且，可以将事件与工厂设备的运转状况的好坏信息建立关联后进行登录。经登录的事件的数据存储于存储部30中。

接着，通过数据整合部25整合经登录的事件和汇总数据(S21)。步骤S21可以以基于作业人员的经由用户界面105的输入为契机而进行。例如，在汇总数据为工厂设备的试运转中生成的数据的情况下，该汇总数据与“试运转”这一事件建立对应关系后存储于汇总数据存储部33中(S22)。

通过显示部26能够将存储于汇总数据存储部33中的过去的汇总数据及与其整合的事件一并显示(S23)，且其与当前的汇总数据一并显示(图3的S12)。

在此，图5是表示步骤S12中的显示部26的显示方式的一例的图。图5的显示区域40中显示了由汇总部23汇总的当前的汇总数据(在图5中，当前的日期为2018年12月3日)作为对象数据，并且显示了对象数据与比其更早的2018年1月1日至2018年12月2日为止的期间的汇总数据的对比。显示区域40包括显示与由汇总部23汇总的汇总数据的维度相对应的座标系的显示区域50及显示与汇总数据相关的信息的显示区域70、80、90。

显示区域50中示出了将第1主成分52及第2主成分54作为二维座标轴的座标系。在显示区域50的座标系中，基于各主成分的主成分得分绘制了多个汇总数据60。多个汇总数据60包括当前的汇总数据62a和目标汇总数据64(在图5中，除了汇总数据62a、64以外，其他的过去的汇总数据用点示出)。并且，这些多个汇总数据60中的任一个与预定的事件56及事件58a、58b、58c建立有对应关系。在本例子中，包括目标汇总数据64的事件56为“试运转”事件，事件58a、58b、58c为故障原因彼此不同的“故障状态”事件。并且，事件56为工厂设备被识别为良好状态的事件，事件58a、58b、58c为工厂设备被识别为恶化状态的事件。

显示区域70中显示了当前的汇总数据62a和目标汇总数据64的各信息。显示区域80中显示了与当前的汇总数据62a相似的至少1个过去的汇总数据的信息。显示区域90中显示了与当前的汇总数据62a不相似的至少1个过去的汇总数据的信息。

显示区域70中示出了当前的汇总数据62a与目标汇总数据64的相似度(在图5的例子中为“70％”)。并且，在各显示区域80、90中以排列方式分别显示了与当前的汇总数据62a相似或不相似的过去的汇总数据。并且，这些显示区域70～90中均显示了汇总数据的工厂设备运转的时间及用于掌握工厂设备的运转状况的支援信息。支援信息例如包括与汇总数据建立有对应关系的事件、此时的工厂设备的运转状况、此时执行的动作的内容或执行动作之后的结果、或与汇总数据的原始数据(即，各种过程数据等)相关的信息。这些支援信息可以用于支援对工厂设备执行的动作的确定。

作业人员用肉眼识别如图5所示的显示区域40来判断当前的汇总数据62a是否与作为目标的过去的汇总数据64相似(S13)。在图5的例子中，作为目标的过去的汇总数据64与“试运转”这一工厂设备被识别为良好状态的事件56建立有对应关系，因此作业人员使工厂设备以使当前的汇总数据62a更接近于作为目标的过去的汇总数据64的方式运转。

在图5所示的例子中，当前的汇总数据62a与目标汇总数据64的相似度显示为“70％”。若用肉眼识别显示部26的显示区域40的作业人员判断为当前的汇总数据62a不能说与目标汇总数据64相似(S13的否)，则以经由用户界面105的作业人员的输入为契机，使工厂设备执行预定的动作(S14)。此时，例如考虑显示于显示部26的支援信息等来对工厂设备执行预定的动作。具体而言，在作业人员对工厂设备执行预定的动作时，可以用肉眼识别显示部26中的显示区域80从而考虑与当前的汇总数据62a具有高相似度的至少1个过去的汇总数据的支援信息(例如，与哪个事件建立有对应关系、所执行的动作或其结果等)。

在执行动作之后，返回到步骤S12，再次通过显示部26以可对比形式显示当前的汇总数据及已与事件整合的过去的汇总数据(S12)。

在此，图6是表示在步骤S14中对工厂设备执行了动作之后的显示部26的显示方式的一例的图。在图6的显示区域40中，由汇总部23汇总的当前的汇总数据的日期为图5的次日(即，2018年12月4日)。并且，在显示区域50的座标系中显示了当前的汇总数据62b在座标系中从前一天的汇总数据62a朝向哪一方向发生了变化，可对比地显示了当前的汇总数据62b相对于作为目标的过去的汇总数据64的位置关系发生了什么变化。在步骤S14中执行了动作的结果，当前的汇总数据62b与作为目标的过去的汇总数据的相似度显示为“80％”。由此可知已接近作为目标的过去的汇总数据，因此，能够识别步骤S14中执行的动作的方向性是准确的。如此，反复进行步骤S12～S14，直至判断为与作为目标的过去的汇总数据相似为止。

若判断为与作为目标的过去的汇总数据相似(良好状态)(S13的是)，则结束处理。

如上所述，本实施方式所涉及的支援装置通过汇总部汇总过程数据的维度，并在显示部中显示由汇总部汇总的汇总数据。由此，显示对过程数据的维度进行了汇总的汇总数据，因此与显示多维的过程数据的情况相比，例如不会给作业人员强加过大负担，能够容易掌握工厂设备的运转状况。并且，由于是基于汇总数据的显示，因此例如即使是非专业人员也能够掌握工厂设备的运转状况。而且，由于使用对过程数据的维度进行了汇总的汇总数据，因此能够以简单的结构支援工厂设备的运转状况的掌握。

本发明并不只限于上述实施方式，可以存在各种变形。在上述实施方式中，对生成汇总为由第1主成分及第2主成分构成的二维的汇总数据的例子进行了说明，但是，主成分的数量并不只限于此，例如也可以生成汇总为由第1主成分、第2主成分及第3主成分构成的三维的汇总数据。此时，图5及图6的显示区域50中显示三维座标系。另外，维度汇总的算法并不只限于主成分分析，也可以使用其他统计学方法。

并且，关于支援装置10的动作，并不只限于所有动作均通过计算机的演算处理而自动进行，还包括至少一部分动作基于作业人员手动操作来进行。并且，在上述实施方式中，基于显示部的图5及图6的显示方式仅为一例，并不只限于此。

并且，在上述实施方式中示出的支援装置10也可以为与工厂设备分开设置的装置，或者也可以为组装于工厂设备本身的装置。在组装于工厂设备本身的装置的情况下，工厂设备具备进行预定处理的处理装置和控制处理装置的控制装置，而且还具备在上述实施方式中示出的支援装置10中的维度汇总机构20及存储部30的各种功能块的结构。

上述实施方式可以根据用途而适当组合或者变更或改良使用，本发明并不只限于上述实施方式。从权利要求的记载明确可知，这样的组合或者变更或改良的方式也可以包括在本发明的技术范围内。

符号说明

10-支援装置，20-维度汇总机构，21-数据获取部，22-规则生成部，23-汇总部，24-事件登录部，25-数据整合部，26-显示部，30-存储部，31-过程数据存储部，32-维度汇总规则存储部，33-汇总数据存储部。

Claims (12)

1.一种支援装置，其用于掌握工厂设备的运转状况，其特征在于，具备：

数据获取部，获取工厂设备的过程数据；

汇总部，对由所述数据获取部获取的所述过程数据的维度进行汇总；及

显示部，显示由所述汇总部汇总的汇总数据。

2.根据权利要求1所述的支援装置，其特征在于，

还具备规则生成部，所述规则生成部生成将所述过程数据的维度汇总为较少的维数的维度汇总规则，

所述汇总部基于所述维度汇总规则来汇总所述过程数据的维度。

3.根据权利要求1或2所述的支援装置，其特征在于，具备：

事件登录部，登录与工厂设备相关的事件；

数据整合部，整合由所述事件登录部登录的事件和由所述汇总部汇总的汇总数据；及

存储部，存储通过所述数据整合部与事件整合后的汇总数据，

所述显示部以可对比方式显示所述汇总数据及已与所述事件整合的过去的所述汇总数据。

4.根据权利要求3所述的支援装置，其特征在于，

所述事件登录部将所述事件与工厂设备的运转状况的好坏信息建立关联后进行登录。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的支援装置，其特征在于，

所述显示部还显示对工厂设备执行了动作时的所述汇总数据的变化。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的支援装置，其特征在于，

所述显示部显示与所述汇总数据的维度相对应的座标系。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的支援装置，其特征在于，

所述过程数据为表示经时变化的数据。

8.一种显示装置，其用于掌握工厂设备的运转状况，其特征在于，

能够以可对比方式显示如下数据：

对工厂设备的过程数据的维度进行了汇总的汇总数据；及

整合有与工厂设备相关的已登录的事件的过去的所述汇总数据。

9.一种支援方法，其用于掌握工厂设备的运转状况，其特征在于，包括如下步骤：

通过数据获取部获取工厂设备的过程数据；

通过汇总部汇总由所述数据获取部获取的所述过程数据的维度；及

通过显示部显示由所述汇总部汇总的汇总数据。

10.根据权利要求9所述的支援方法，其特征在于，还包括如下步骤：

以可对比方式显示所述汇总数据和整合有与工厂设备相关的已登录的事件的过去的所述汇总数据；及

以可对比方式显示对工厂设备执行了动作时的所述汇总数据的变化和所述过去的所述汇总数据。

11.一种支援程序，其为了掌握工厂设备的运转状况而使计算机执行，其特征在于，

使所述计算机执行如下步骤：

获取工厂设备的过程数据；

汇总所获取的过程数据的维度；及

显示所汇总的汇总数据。

12.一种工厂设备，其特征在于，具备：

数据获取部，从设置于所述工厂设备的传感器及控制所述工厂设备的控制装置获取过程数据；

汇总部，对由所述数据获取部获取的所述过程数据的维度进行汇总；及

显示部，显示由所述汇总部汇总的汇总数据。

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