JP2016036207A - Power consumption analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気機器において消費された電力を用いてかかる電気機器の動作状態を解析する消費電力解析方法に関する。 The present invention relates to a power consumption analysis method for analyzing an operating state of an electrical device using power consumed in the electrical device.
電力によって動作する電気機器、例えば生産機器が設けられている工場等では、かかる生産機器において消費された電力(消費電力)の計測が行われている。例えば特許文献1では、第1の機能によって設備の消費電力を計測し、消費電力が下限閾値以下となった状態が監視時限を超えたと判定されたら、第2の機能によって下限アラームを発生している。そして、下限アラームの発生時には第3の機能によって設備への電源を遮断し、その後、第4の機能によって下限アラームを解除すると共に第3の機能を解除して設備の電源を再投入させている。特許文献1によれば、かかる構成により設備において非稼働時に消費される待機電力を削減することが可能であるとしている。
In an electrical device that operates by electric power, for example, a factory where a production device is provided, power consumption (power consumption) in the production device is measured. For example, in
消費電力の計測データは、上記特許文献1のように節電や省エネを目的として活用されることが一般的である。しかしながら、需要家のニーズは多岐にわたってきており、また近年では節電や省エネに対する意識は更に高まっている。このため、それらのニーズに応えるべく、消費電力の計測データを更に有効活用できないかが検討されている。
The measurement data of power consumption is generally used for the purpose of power saving and energy saving as in
本発明は、このような課題に鑑み、電気機器における消費電力の計測データの更なる有効活用を図ることにより、需要家により有益な情報を提供することが可能な消費電力解析方法を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention provides a power consumption analysis method capable of providing more useful information to consumers by further effective utilization of power consumption measurement data in electrical equipment. It is an object.
上記課題を解決するために、本発明にかかる消費電力解析方法の代表的な構成は、電気機器の単位時間ごとに記憶した消費電力の計測データを蓄積し、消費電力の計測データをクラスタリング処理することによって、少なくとも待機状態と稼動状態を含む複数のクラスに分類し、複数のクラスの境界を閾値として、電気機器の動作状態を時系列に沿って解析することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a representative configuration of the power consumption analysis method according to the present invention is to accumulate power consumption measurement data stored for each unit time of an electrical device, and to cluster the power consumption measurement data. Thus, it is classified into a plurality of classes including at least a standby state and an operating state, and an operation state of the electric device is analyzed in time series using boundaries between the plurality of classes as threshold values.
上記構成によれば、消費電力の計測データをクラスタリング処理することによって、複数のクラス、すなわち複数の動作状態に応じた消費電力の閾値が自動的に設定される。そして、この閾値に応じて、蓄積された消費電力の計測データを解析することにより、電気機器の動作状態を自動的に判断することができる。このように閾値の設定および電気機器の動作状態の判断を自動化できることにより、需要家は煩雑な処理を必要とすることなく電気機器の動作状態を容易に把握することが可能となる。したがって、需要家は、設備をより効率的に運用することができ、ひいてはコストの削減を図ることが可能となる。 According to the above configuration, the power consumption threshold value corresponding to a plurality of classes, that is, a plurality of operation states is automatically set by performing clustering processing on the power consumption measurement data. Then, according to the threshold value, the operation state of the electric device can be automatically determined by analyzing the accumulated measurement data of power consumption. Since the setting of the threshold value and the determination of the operating state of the electrical device can be automated in this way, the consumer can easily grasp the operating state of the electrical device without requiring complicated processing. Therefore, the customer can operate the facilities more efficiently, and as a result, the cost can be reduced.
上記電気機器における消費電力を波形表示し、波形表示において、電気機器の動作状態に応じて色分けして出力するとよい。かかる構成によれば、消費電力の波形表示を見るだけで、電気機器の動作状態を直感的に把握することが可能となる。 The power consumption in the electrical device may be displayed in a waveform, and in the waveform display, the color may be output according to the operating state of the electrical device. According to such a configuration, it is possible to intuitively grasp the operation state of the electric device only by looking at the waveform display of the power consumption.
本発明によれば、電気機器における消費電力の計測データの更なる有効活用を図ることにより、需要家により有益な情報を提供することが可能な消費電力解析方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power consumption analysis method which can provide useful information by a consumer can be provided by aiming at the further effective utilization of the power consumption measurement data in an electric equipment.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、本実施形態にかかる消費電力解析方法を説明する図である。図1に示すように、本実施形態では、電気によって動作する電気機器として、工場等の設備に設置される生産機器である工作機械100aを例示している。ただし、これに限定するものではなく、他の電気機器における消費電力を解析する際にも当然にして本発明を適用可能である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a power consumption analysis method according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a
図1に示すように、本実施形態の消費電力解析方法は、解析装置110および電流センサ102aを用いて実現される。電気機器である工作機械100aは、それぞれ系統(商用電源)に接続され、かかる系統から電力が供給される。また工作機械100aには電流センサ102a(または電力量センサ)が接続されていて、電流センサ102aにおいて工作機械100aに流れる電流が計測される。
As shown in FIG. 1, the power consumption analysis method of the present embodiment is realized using an
なお、本実施形態では、電流センサ102aによって計測された電流値を解析装置110に送信し、かかる電流値を参照して電気機器における単位時間ごとの消費電力を算出する構成を例示するが、これに限定するものではない。例えば、本実施形態の電流センサに替えて電力量センサを設け、かかる電力量センサによって計測された電力量を参照して電気機器における単位時間ごとの消費電力を算出する構成とすることも可能である。
In the present embodiment, the current value measured by the
電流センサ102aにおいて計測された工作機械100aの電流値(以下、単に電流値と称する)は、解析装置110に送信される。本実施形態では、電流センサ102aは無線によって電流値を送信する。これにより、電流値の送信に用いる配線が不要となるため、装置の簡略化ひいては装置コストの削減を図ることが可能となる。なお、本実施形態の構成は例示にすぎず、電流センサ102aによる電流値の送信は有線であってもよい。
A current value of the
電流センサ102aから送信された電流値は、解析装置110の受信アンテナ112aにおいて受信される。受信された電流値は、受信部112を介して記憶部114に送信され、かかる記憶部114に記憶される。記憶部114に記憶された電流値は、単位時間ごとに解析部116に送信される。
The current value transmitted from the
解析部116では、記憶部114から送信された単位時間ごとの電流値から、電気機器(本実施形態では工作機械100a)の単位時間ごとの消費電力を算出する。そして、解析部116は、電気機器の単位時間ごとの消費電力の計測データを記憶部114に記憶する(蓄積する)。
The
図2は、本実施形態の消費電力解析方法における処理を説明する図である。本実施形態の消費電力解析方法の特徴として、解析部116は、消費電力の計測データのクラスタリング処理および解析処理を行う。図2(a)は、電気機器における消費電力の計測データの波形表示を例示する図である。記憶部114に蓄積された消費電力の計測データを波形表示すると、図2(a)に示すようになる。
FIG. 2 is a diagram illustrating processing in the power consumption analysis method of the present embodiment. As a feature of the power consumption analysis method of the present embodiment, the
本実施形態では、解析部116はまず、消費電力の計測データのクラスタリング処理を行う(k−means法)。クラスタリング処理では、消費電力の計測データを、消費電力の大きさに応じて複数のクラス(クラスタ)に分類する。これにより、図2(a)に示す消費電力の計測データは、図2(b)に示すように、3つのクラスに分類される。これらのクラスは、消費電力が大きい方から順に、稼働状態、段取り状態、待機状態のクラスと定義することができる。
In the present embodiment, the
上記のうち、稼働状態とは、工作機械100aにより製品の製造が行われている状態のことであり、段取り状態とは、製造前の段取りや、工作機械100aによって製造する製品を変更する際の段取りを行っている状態のことである。待機状態とは、稼働状態および段取り状態のいずれでもなく、工作機械100aが停止している状態のことである。
Among the above, the operating state is a state in which a product is manufactured by the
なお、本実施形態では、クラスタリング処理によって消費電力の計測データが3つのクラスに分類される場合を例示したが、これに限定するものではない。クラスタリング処理では、少なくとも待機状態と稼動状態を含む複数のクラス、すなわち2つ以上のクラスに分類できればよく、上記説明したように、待機状態および稼働状態以外のクラスに更に分類することも可能である。 In the present embodiment, the case where the power consumption measurement data is classified into three classes by the clustering process is illustrated, but the present invention is not limited to this. The clustering process only needs to be classified into a plurality of classes including at least a standby state and an operating state, that is, two or more classes, and can be further classified into classes other than the standby state and the operating state as described above. .
上記説明したように消費電力の計測データを3つのクラス(稼働状態、段取り状態、待機状態)に分類したら、解析部116は、それらのクラスの境界の消費電力の値を閾値に設定する。図2(b)に示す例では、複数のクラスの境界の閾値として、稼働状態と段取り状態との間の境界を閾値Aとし、段取り状態と待機状態との間の境界を閾値Bとしている。
As described above, after classifying the power consumption measurement data into three classes (operation state, setup state, standby state), the
複数のクラスの間の境界を閾値として設定したら、解析部116は、その閾値によって、電気機器の動作状態を時系列に沿って解析する。これにより、図2(a)に示す消費電力の波形表示には、図2(c)に示すように工作機械100aの動作状態の情報が付与される。
When the boundary between the plurality of classes is set as the threshold value, the
上記説明したように、本実施形態の消費電力解析方法によれば、クラスタリング処理を行うことによって、消費電力の計測データを、電気機器の動作状態に応じた複数のクラスに分類し、その複数のクラスの境界の閾値が自動的に設定される。そして、この閾値によって消費電力の計測データを解析することにより、電気機器の動作状態を自動的に判断することができる。したがって、需要家は、煩雑な処理を必要とすることなく電気機器の動作状態を容易に把握することができるため、設備の効率的な運用、ひいてはコストを削減することが可能となる。 As described above, according to the power consumption analysis method of the present embodiment, by performing clustering processing, the power consumption measurement data is classified into a plurality of classes according to the operating state of the electrical device, and the plurality of classes The class boundary threshold is automatically set. Then, by analyzing the power consumption measurement data based on this threshold value, it is possible to automatically determine the operating state of the electric device. Therefore, since the consumer can easily grasp the operating state of the electric equipment without requiring complicated processing, it is possible to efficiently operate the facility and thus reduce the cost.
例えば段取り状態や待機状態の消費電力(待機電力)が大きい場合には、これに気づいて作業直前に電源投入するように手順を変更することができる。また待機時間が長い場合には、製造する製品の順序を替えて生産効率の向上を図ることができる。したがって、電気機器における消費電力の計測データの更なる有効活用を図り、需要家により有益な情報を提供することができる。 For example, when the power consumption (standby power) in the setup state or the standby state is large, the procedure can be changed so that the power is turned on immediately before the work is noticed. When the standby time is long, the production efficiency can be improved by changing the order of products to be manufactured. Therefore, the measurement data of the power consumption in the electric device can be further effectively used, and more useful information can be provided to the consumer.
より好ましくは、出力部120は、図2(c)に示すように電気機器における消費電力の計測データを波形表示する際、かかる波形表示を、電気機器の動作状態に応じて色分けして出力するとよい。これにより、消費電力の波形表示を見るだけで、電気機器の動作状態を直感的に把握することができる。したがって、消費電力の計測データをより有効活用することが可能となる。
More preferably, when the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、電気機器において消費された電力を用いてかかる電気機器の動作状態を解析する消費電力解析方法に関する。 The present invention relates to a power consumption analysis method for analyzing an operating state of an electrical device using power consumed in the electrical device.
100a…工作機械、102a…電流センサ、110…解析装置、112…受信部、112a…受信アンテナ、114…記憶部、116…解析部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記消費電力の計測データをクラスタリング処理することによって、少なくとも待機状態と稼動状態を含む複数のクラスに分類し、
前記複数のクラスの境界を閾値として、前記電気機器の動作状態を時系列に沿って解析することを特徴とする消費電力解析方法。 Accumulate power consumption measurement data stored per unit time of electrical equipment,
By classifying the measurement data of the power consumption into a plurality of classes including at least a standby state and an operating state,
A power consumption analysis method characterized in that the operation state of the electric device is analyzed in time series using boundaries between the plurality of classes as threshold values.
前記波形表示において、前記電気機器の動作状態に応じて色分けして出力することを特徴とする請求項1に記載の消費電力解析方法。 Waveform display of power consumption in the electrical equipment,
2. The power consumption analysis method according to claim 1, wherein the waveform display is performed by color-coding according to an operating state of the electric device.
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