JP4793734B2 - Plant operation training system and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、操作信号に応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号を生成するプラントシミュレータと、前記操作信号の入力及び前記警報信号の出力を行う入出力手段とを備えたプラント操業訓練システムにおいて、訓練対象者に対して、前記プラントシミュレータを作動させた状態で前記入出力手段による前記プラントの操業訓練を行わせて、当該訓練対象者の熟練度を判定するための技術に関する。 The present invention includes a plant simulator that simulates the state of a plant according to an operation signal and generates an alarm signal in the plant, and an input / output unit that inputs the operation signal and outputs the alarm signal In an operation training system, the present invention relates to a technique for determining the level of skill of a training subject by causing the training subject to perform an operation training of the plant by the input / output means in a state where the plant simulator is operated. .
工業や化学等のあらゆる分野のプラントを操業する操業者に対して、例えば異常発生時における対応を迅速且つ適切に行うための知識や技能を身に付けさせるために、その操業者に対してプラントの操業訓練を適切且つ効率的に行うことが望ましく、このようなプラントの操業訓練を行うためのプラント操業訓練システムが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 For operators who operate plants in all fields such as industry and chemistry, for example, in order to acquire knowledge and skills to quickly and appropriately respond when an abnormality occurs, It is desirable to appropriately and efficiently perform the operation training, and a plant operation training system for performing such plant operation training is known (for example, see Patent Document 1).
このような従来のプラント操業訓練システムは、プラントへの操作信号の入力やプラントからの警報信号の出力を行う制御端末などの入出力手段を備えると共に、その入出力手段から入力された操作信号に応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号を生成し、その入出力手段から出力させるプラントシミュレータを備える。そして、このシステムにより、訓練対象者は、プラントシミュレータを作動させた状態で、入出力手段において出力される警報信号を監視しながら操作信号を入力する所謂プラントの操業訓練を行うことができる。 Such a conventional plant operation training system includes input / output means such as a control terminal for inputting an operation signal to the plant and outputting an alarm signal from the plant, and the operation signal input from the input / output means. In response, a plant simulator is provided that simulates the state of the plant, generates an alarm signal in the plant, and outputs it from the input / output means. With this system, the person to be trained can perform a so-called plant operation training in which an operation signal is input while monitoring an alarm signal output from the input / output means while the plant simulator is activated.
更に、上記特許文献1に記載のプラント操業訓練システムでは、訓練対象者にプラントの操業訓練を行わせて、その訓練対象者の熟練度を判定可能に構成されており、詳しくは、プロセス量や警報発生回数などのシミュレート結果の履歴を記録し、例えば、ある期間でのプロセス量が目標に近いほど又は警報発生回数が少ないほど熟練度を高く判定する形態で、ある期間でのシミュレート結果のみで訓練対象者の熟練度を判定するように構成されている。
Furthermore, the plant operation training system described in
また、上記特許文献2の特に従来の技術の欄に記載されたプラント操業訓練システムでは、訓練対象者にプラントの操業訓練を行わせて、その訓練対象者の熟練度を判定するにあたり、訓練対象者によるプラントの操業訓練時において入出力手段における操作信号と警報信号との内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成し、評価者等がそのメッセージリストを過去の模範的なものと比較して、訓練対象者の熟練度を判定するものとされている。
Moreover, in the plant operation training system described in the column of the conventional technology of the above-mentioned
しかしながら、上記特許文献1に記載のプラント操業訓練システムでは、熟練度の判定基準が、訓練対象者がどのような操作を行ったかによるものではなく、単にプラントシミュレータにおけるシミュレート結果によるものであるので、その判定結果が訓練対象者の実際の熟練度を正確に示すものではなく信頼性が低いものとなる場合がある。
即ち、実用的ではない又は危険が伴う操作等のように問題がある操作を行った場合でも、そのシミュレート結果の履歴が偶然に良くなって、その訓練対象者の熟練度が高いと誤判定してしまったり、逆に、実用的で且つ結果よりも安全を優先するような操作等のように望ましい操作を行った場合でも、そのシミュレート結果の履歴が偶然に悪くなって、その訓練対象者の熟練度が低いと誤判定されてしまう場合がある。
However, in the plant operation training system described in
In other words, even if there is a problem such as an operation that is not practical or dangerous, the simulation result history is accidentally improved and it is erroneously determined that the skill level of the training subject is high. Even if a desired operation is performed, such as an operation that is practical and prioritizes safety over the result, the history of the simulation result is accidentally deteriorated, and the training target It may be erroneously determined that a person's skill level is low.
そこで、上記特許文献2に記載のプラント操業訓練システムのように、プラントの操業訓練時に生成されたメッセージリストを模範的なものと比較して訓練対象者の熟練度を判定することで、訓練対象者に対する熟練度の判定結果の信頼性を向上することが考えられる。しかしながら、プラントの規模等にもよるが、メッセージリストには、数千種類あるメッセージ情報が数百程度存在している場合があり、このメッセージリストの評価を評価者等が行う必要があるので、甚大な時間がかかる上に、評価者の判定基準のばらつきにより、判定結果の信頼性を十分に向上することができないという問題があった。
Therefore, as in the plant operation training system described in
更に、上記のような熟練度の判定結果は、例えばプラントの操業者として要求される熟練度に関する設定条件を満たす訓練対象者をプラントの操業者に決定する形態でのプラントの操業計画に利用する場合がある。しかし、その判定結果の信頼性が低い場合には、プラントの操業者の実際の熟練度が設定条件を満たすものとならずに、例えば、プラントの操業者の実際の熟練度にばらつきが生じたり、要求される熟練度に達していない者がプラントの操業者とされるなどの問題が生じることが懸念される。 Further, the determination result of the skill level as described above is used for a plant operation plan in such a manner that, for example, a trainee who satisfies the setting condition regarding the skill level required as a plant operator is determined as the plant operator. There is a case. However, when the reliability of the determination result is low, the actual skill level of the plant operator does not satisfy the setting condition, for example, the actual skill level of the plant operator may vary. There is a concern that problems may arise such that a person who does not reach the required skill level is regarded as a plant operator.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラントの操業訓練を行うにあたり、その訓練対象者の熟練度を正確に判定し得る技術を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately determining the skill level of a person to be trained when performing plant operation training.
上記目的を達成するための本発明に係るプラント操業訓練システムは、操作信号に応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号を生成するプラントシミュレータと、
前記操作信号の入力及び前記警報信号の出力を行う入出力手段とを備え、
訓練対象者に対して、前記プラントシミュレータを作動させた状態で前記入出力手段による前記プラントの操業訓練を行わせて、当該訓練対象者の熟練度を判定する熟練度判定手段を備えたプラント操業訓練システムであって、その特徴構成は、
前記入出力手段における前記操作信号や前記警報信号の内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成するメッセージリスト生成手段を備え、
前記熟練度判定手段が、前記訓練対象者による前記プラントの操業訓練時において前記メッセージリスト生成手段で生成された前記メッセージリストから抽出した前記メッセージ情報を対応する短い記号に変換したメッセージ記号を時系列順に列記したものを訓練対象者メッセージ記号列として生成し、予め登録してある基準メッセージ記号列に対する当該訓練対象者メッセージ記号列の類似度に基づいて前記訓練対象者の第一熟練度を判定する第一熟練度判定処理を実行する点にある。
A plant operation training system according to the present invention for achieving the above object is a plant simulator for simulating a state of a plant according to an operation signal and generating an alarm signal in the plant,
Input / output means for inputting the operation signal and outputting the alarm signal;
Plant operation provided with skill level determination means for determining the level of skill of the person to be trained by performing training of the plant by the input / output means in a state where the plant simulator is operated for the person to be trained It is a training system, and its characteristic composition is
Includes a message list generating means for generating a list of messages in chronological order recorded message information indicating the content of the operation signal and said alarm signal in said input means,
The skill level determination means converts a message symbol obtained by converting the message information extracted from the message list generated by the message list generation means into a corresponding short symbol at the time of operation training of the plant by the training subject. What is listed in sequence is generated as a trainee message symbol string, and the first skill level of the trainee is determined based on the similarity of the trainee message symbol string to a pre-registered reference message symbol string The first skill level determination process is performed.
上記特徴構成によれば、上記第一熟練度判定処理により生成される上記訓練対象者メッセージ記号列は、訓練対象者が上記プラントの操業訓練を行っている間に上記プラントシミュレータに対して上記入出力手段を介して入出力された操作信号と警報信号との内容を示すメッセージ情報を、当該メッセージ情報に対応するメッセージ記号に変換し、それを時系列順に列記したものとなる。即ち、この訓練対象者メッセージ記号列は、非常に単純な記号の列であるにもかかわらず、訓練対象者がプラント操業訓練時においてプラントシミュレータに対して入出力した操作内容や警報内容を時系列的に表したものとなる。
そして、その訓練対象者メッセージ記号列が、高い第一熟練度の基準となる所定の基準メッセージ記号列に近似したものであるほど、その操業訓練時において訓練対象者が適切な順序で操作信号を入力し適切な順序で警報信号が出力されたと認められることから、上記第一熟練度判定処理により、上記基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度に基づいて判定した第一熟練度は、その訓練対象者がプラントの操業手順を適切に習得しているか否かを正確に示すものとなる。
従って、本発明により、プラントの操業訓練を行うにあたり、その訓練対象者の第一熟練度で示される操業手順習得度を正確に判定し得るプラント操業訓練システムを実現することができる。
According to the characteristic configuration, the trainee message symbol string generated by the first skill level determination process is input to the plant simulator while the trainee is performing operation training on the plant. The message information indicating the contents of the operation signal and alarm signal input / output via the output means is converted into message symbols corresponding to the message information, and listed in chronological order. That is, although the trainee message symbol string is a very simple symbol string, the operation contents and alarm contents input / output to / from the plant simulator during the plant operation training by the trainee are time-series. It is expressed as a model.
Then, the closer the training target person message symbol string is to a predetermined reference message symbol string that is a reference for a high first skill level, the training target person outputs operation signals in an appropriate order during the operation training. Since it is recognized that alarm signals are input and output in an appropriate order, the first skill determined based on the similarity of the training subject message symbol string to the reference message symbol string by the first skill level determination process The degree accurately indicates whether or not the person to be trained has properly mastered the operation procedure of the plant.
Therefore, according to the present invention, when performing plant operation training, a plant operation training system capable of accurately determining the operation procedure learning level indicated by the first skill level of the training subject can be realized.
また、上記目的を達成するための本発明に係るコンピュータプログラムは、操作信号に応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号を生成するプラントシミュレータと、
前記操作信号の入力及び前記警報信号の出力を行う入出力手段とを備えたプラント操業訓練システムにおいて、
訓練対象者に対して、前記プラントシミュレータを作動させた状態で前記入出力手段による前記プラントの操業訓練を行わせて、当該訓練対象者の熟練度を判定する熟練度判定処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、その特徴構成は、
前記訓練対象者による前記プラントの操業訓練時に、前記入出力手段における前記操作信号や前記警報信号の内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成するメッセージリスト生成処理を前記コンピュータに実行させ、
前記熟練度判定処理として、前記メッセージリスト生成処理で生成された前記メッセージリストから抽出した前記メッセージ情報を対応する短い記号に変換したメッセージ記号を時系列順に列記したものを訓練対象者メッセージ記号列として生成し、
予め登録してある基準メッセージ記号列に対する当該訓練対象者メッセージ記号列の類似度に基づいて前記訓練対象者の第一熟練度を判定する第一熟練度判定処理を前記コンピュータに実行させる点にある。
Further, a computer program according to the present invention for achieving the above object is a plant simulator for simulating the state of a plant according to an operation signal and generating an alarm signal in the plant,
In a plant operation training system comprising input / output means for inputting the operation signal and outputting the warning signal,
Let the training subject perform the operation training of the plant by the input / output means in a state where the plant simulator is operated, and cause the computer to execute a skill level determination process for determining the skill level of the training subject. Computer program, the characteristic configuration of which is
A message list generation process for generating a message list in which message information indicating the contents of the operation signal and the alarm signal in the input / output means is recorded in time series in the computer during operation training of the plant by the training subject. Let it run
As the skill level determination process, a trainee message symbol string is a list of message symbols obtained by converting the message information extracted from the message list generated in the message list generation process into corresponding short symbols in time series order. Generate and
It is the point which makes the said computer perform the 1st skill level determination process which determines the 1st skill level of the said training subject based on the similarity degree of the said training subject message symbol sequence with respect to the reference message symbol sequence registered beforehand. .
本発明に係るコンピュータプログラムの特徴構成によれば、コンピュータに、上記第一熟練度判定処理を実行させて、当該コンピュータを、上述した本発明に係るプラント操業訓練システムが備える熟練度判定手段として機能させて、本発明に係るプラント操業訓練システムと同様の作用効果を発揮させることができる。 According to the characteristic configuration of the computer program according to the present invention, the computer is caused to execute the first skill level determination process, and the computer functions as a skill level determination unit included in the plant operation training system according to the present invention described above. Thus, the same effects as the plant operation training system according to the present invention can be exhibited.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、熟練者による前記プラントの操業訓練時において前記メッセージリスト生成手段で生成された前記メッセージリストから抽出した前記メッセージ情報に対応するメッセージ記号を時系列順に列記したものを熟練者メッセージ記号列として生成し、当該熟練者メッセージ記号列を前記基準メッセージ記号列として登録する基準メッセージ記号列登録処理を実行する基準登録手段を備えた点にある。 A further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention is that a message symbol corresponding to the message information extracted from the message list generated by the message list generation means at the time of operation training of the plant by a skilled person is sometimes stored. What is provided is a reference registration means for generating a list of trained message symbols as an expert message symbol string and registering the expert message symbol string as the reference message symbol string.
上記特徴構成によれば、上記基準メッセージ記号列登録処理により、プラントの操業手順を適切に習得している熟練者、即ち操業手順習得度が高い熟練者に対して、プラントの操業訓練を行わせて、適切な順序で操作信号を入力し適切な順序で警報信号が出力するときに生成された熟練者メッセージ記号列を、簡単に、上記基準メッセージ記号列として登録することができる。 According to the above characteristic configuration, the above-mentioned reference message symbol string registration process allows an expert who has mastered the plant operating procedure appropriately, that is, an expert who has a high level of operating procedure training to perform plant operation training. Thus, an expert message symbol string generated when an operation signal is input in an appropriate order and an alarm signal is output in an appropriate order can be easily registered as the reference message symbol string.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、前記メッセージリストが、前記入出力手段における前記操作信号と前記警報信号との内容についての分類を示すメッセージ番号と、当該内容の詳細情報を示すタグ情報とを含むメッセージ情報を、時系列的に記録したものである点にある。 According to a further feature of the plant operation training system according to the present invention, the message list includes a message number indicating a classification of the contents of the operation signal and the alarm signal in the input / output means, and detailed information of the contents. The message information including the tag information shown is recorded in time series.
上記特徴構成によれば、上記メッセージリストが、上記メッセージ番号と上記タグ情報とを含む比較的長いメッセージ情報を時系列的に記録したものである場合において、そのメッセージ情報をそのまま時系列順に列記するのではなく、そのメッセージ情報を一旦メッセージ記号に変換した後に列記してメッセージ記号列を生成するので、メッセージ記号列をできるだけ短いものとすることができ、メッセージ記号を用いる訓練対象者の第一熟練度の判定するための処理速度及び処理容量の甚大化を防止することができる。 According to the above characteristic configuration, when the message list is a record of relatively long message information including the message number and the tag information in time series, the message information is listed as it is in time series. Instead, the message information is converted into message symbols and then listed to generate a message symbol string. Therefore, the message symbol string can be made as short as possible. An increase in processing speed and processing capacity for determining the degree can be prevented.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、前記熟練度判定手段が、前記第一熟練度判定処理において、前記メッセージ記号毎に割り当てられた、視認により把握できる色或いはマークで、対応する前記メッセージ記号の内容を表すメッセージシンボルを前記訓練対象者メッセージ記号列の順に帯状表示した訓練対象者メッセージシンボル列と、前記メッセージシンボルを前記基準メッセージ記号列の順に帯状表示した基準メッセージシンボル列とを表示部に並べて表示する点にある。 A further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention corresponds to the color or mark that the skill level determination means assigns to each message symbol in the first skill level determination process and can be grasped by visual recognition. A trainee message symbol string in which the message symbols representing the contents of the message symbols are displayed in a band in the order of the trainee message symbol string, and a reference message symbol string in which the message symbols are banded in the order of the reference message symbol string Are displayed side by side on the display unit.
上記特徴構成によれば、上記メッセージシンボル列表示手段により、プラント操業訓練時のメッセージ記号列を時系列順にメッセージ記号毎のメッセージシンボル(例えば、メッセージ色)で帯状に表示したメッセージシンボル列として、訓練対象者のプラント操業訓練時のメッセージ記号列をシンボル化した訓練対象者メッセージシンボル列と、高い第一熟練度の基準となる基準メッセージ記号列をシンボル化した基準メッセージシンボル列とが、表示部に並べて表示されるので、訓練対象者自身や評価者等が、その夫々のメッセージシンボル列を視認して比較することにより、訓練対象者のプラントの操業手順習得度を可視的且つ瞬時に把握することができる。 According to the above characteristic configuration, the message symbol string display means trains the message symbol string at the time of plant operation training as a message symbol string that is displayed in a band shape with message symbols (for example, message colors) for each message symbol in chronological order. The display unit includes a training subject message symbol string obtained by symbolizing a message symbol string at the time of plant operation training of the subject person and a reference message symbol string obtained by symbolizing a reference message symbol string serving as a reference for a high first skill level. Since they are displayed side by side, the trainees themselves, evaluators, etc. can visually and instantaneously grasp the training procedure mastery of the trainees by visually comparing and comparing their respective message symbol sequences. Can do.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、前記熟練度判定手段が、前記訓練対象者による前記プラントの操業訓練時において前記メッセージリスト生成手段で生成された前記メッセージリストから抽出した前記操作信号の入力頻度と前記警報信号の出力個数との時系列データを訓練対象者入出力データとして生成し、予め登録してある基準入出力データに対する当該訓練対象者入出力データの類似度に基づいて前記訓練対象者の第二熟練度を判定する第二熟練度判定処理を実行する点にある。 According to a further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention, the skill level determination means is extracted from the message list generated by the message list generation means during operation training of the plant by the training subject. Generate time series data of the input frequency of the operation signal and the number of outputs of the warning signal as training subject input / output data, and based on the similarity of the training subject input / output data to the reference input / output data registered in advance The second skill level determination process for determining the second skill level of the training subject is performed.
上記特徴構成によれば、上記第二熟練度判定処理により生成される上記訓練対象者入出力データは、訓練対象者が上記プラントの操業訓練を行っている間に上記プラントシミュレータに対して上記入出力手段から入出力された上記操作信号の入力頻度と上記警報信号の出力個数との時系列データを反映したものとなる。
そして、その訓練対象者入出力データが、高い第二熟練度の基準となる所定の基準入出力データに近似したものであるほど、その操業訓練時において訓練対象者が適切な頻度で操作信号を入力し適切な個数の警報信号が出力されたと認められることから、上記第二熟練度判定処理により、上記基準入出力データに対する上記訓練対象者入出力データの類似度に基づいて判定した第二熟練度は、その訓練対象者がプラントの操業を適切に安定して行ったか否かについての操業安定度を正確に示すものとなる。
従って、上述した第一熟練度判定処理で判定した第一熟練度で示される操業手順習得度に合わせて、上記第二熟練度判定処理で判定した第二熟練度で示される操業安定度を一層正確に評価することができ、これら第一熟練度及び第二熟練度の2つの基準で訓練対象者の熟練度を判断することができる。
According to the characteristic configuration, the training target person input / output data generated by the second skill level determination process is input to the plant simulator while the training target person performs the operation training of the plant. It reflects the time series data of the input frequency of the operation signal input / output from the output means and the output number of the alarm signal.
As the training target person input / output data approximates to the predetermined reference input / output data that is the standard of the second high skill level, the training target person sends the operation signal at an appropriate frequency during the operation training. Since it is recognized that an appropriate number of alarm signals have been input and output, the second skill determined based on the similarity of the training subject input / output data to the reference input / output data by the second skill level determination process. The degree accurately indicates the operational stability as to whether or not the training subject has appropriately and stably operated the plant.
Therefore, the operation stability indicated by the second skill level determined by the second skill level determination process is further increased in accordance with the operation procedure acquisition level indicated by the first skill level determined by the first skill level determination process described above. It is possible to accurately evaluate, and it is possible to judge the skill level of the person to be trained based on the two criteria of the first skill level and the second skill level.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、上記熟練度判定手段が第一及び第二熟練度判定処理を実行する場合において、熟練者による前記プラントの操業訓練時において前記メッセージリスト生成手段で生成された前記メッセージリストから抽出した前記操作信号の入力頻度と前記警報信号の出力個数との時系列データを熟練者入出力データとして生成し、当該熟練者入出力データを前記基準入出力データとして登録する基準入出力データ登録処理を実行する基準登録手段を備えた点にある。 A further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention is that, when the skill level determination means executes the first and second skill level determination processes, the message list is generated at the time of the plant operation training by a skilled person. Time sequence data of the input frequency of the operation signal extracted from the message list generated by the means and the number of outputs of the alarm signal is generated as expert input / output data, and the expert input / output data is generated as the reference input / output data A reference registration means for executing reference input / output data registration processing for registering as data is provided.
上記特徴構成によれば、上記基準入出力データ登録処理により、プラントの操業を適切に安定して行うことができる熟練者に対して、プラントの操業訓練を行わせて、適切な頻度で操作信号を入力し適切な個数の警報信号が出力するときに生成された熟練者入出力データを、簡単に、上記基準入出力データとして登録することができる。 According to the above characteristic configuration, the above-mentioned reference input / output data registration process allows a skilled person who can perform plant operation appropriately and stably to perform plant operation training, and to send an operation signal at an appropriate frequency. The expert input / output data generated when an appropriate number of alarm signals are output can be easily registered as the reference input / output data.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、上記熟練度判定手段が第一及び第二熟練度判定処理を実行する場合において、前記第一熟練度判定処理で判定した第一熟練度と前記第二熟練度判定処理で判定した第二熟練度とを前記訓練対象者に関連付けて格納する熟練度データベースを備え、
前記熟練度データベースに格納された前記訓練対象者の夫々の前記第一熟練度及び前記第二熟練度をグラフ図として表示部に表示する成績表示手段を備えた点にある。
A further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention is the first skill level determined in the first skill level determination process when the skill level determination unit executes the first and second skill level determination processes. And a skill level database that stores the second skill level determined in the second skill level determination process in association with the training subject,
A point is provided with a result display means for displaying the first skill level and the second skill level of each of the training subjects stored in the skill level database on a display unit as a graph.
上記特徴構成によれば、上記成績表示手段により、上記熟練度データベース格納された訓練対象者の夫々についての、上述した第一熟練度判定処理で判定したプラントの操業手順を適切に習得しているか否かを示す第一熟練度と、上述した第二熟練度判定処理で判定したプラントの操業を適切に安定して行ったか否かを示す第二熟練度とをプロットしたグラフ図を表示部に表示させることができる。よって、評価者等が、そのグラフ図を視認することにより、夫々の訓練対象者の熟練度を、上記第一熟練度で示される操業手順習得度と上記第二熟練度で示される操業安定度との二つの面から評価し比較することができる。 According to the above characteristic configuration, whether or not the operation procedure of the plant determined in the first skill level determination process described above for each of the training subjects stored in the skill level database is appropriately acquired by the result display means The display unit displays a graph plotting the first skill level indicating whether or not and the second skill level indicating whether or not the operation of the plant determined in the second skill level determination process described above has been performed appropriately and stably. Can be displayed. Therefore, the evaluator or the like visually recognizes the graph, so that the skill level of each person to be trained is indicated by the operation procedure acquisition level indicated by the first skill level and the operation stability level indicated by the second skill level. And can be evaluated and compared from the two aspects.
本発明に係るプラント操業訓練システムの更なる特徴構成は、前記熟練度判定手段で判定した熟練度を前記訓練対象者に関連付けて格納する熟練度データベースを備え、
前記熟練度に関する設定条件を満たす前記訓練対象者を前記熟練度データベースから抽出し、当該抽出した訓練対象者を前記プラントの操業者に決定する形態で、前記プラントの操業計画を行うプラント操業計画手段を備えた点にある。
The further characteristic configuration of the plant operation training system according to the present invention includes a skill level database that stores the skill level determined by the skill level determination means in association with the training target person,
The plant operation planning means for extracting the training subject satisfying the setting condition related to the skill level from the skill level database and determining the extracted training subject as the plant operator in the form of the plant operation plan. It is in the point with.
上記特徴構成によれば、上記プラント操業計画手段を備えることで、上記熟練度データベースに格納した複数の訓練対象者の夫々の熟練度を参照し、プラントの操業者として要求される熟練度に関する設定条件を満たす訓練対象者を抽出してプラントの操業者に決定する形態で、プラントの操業計画を行うことができる。
そして、これまで説明してきたように、上記熟練度判定手段により判定し上記熟練度データベースに格納する熟練度は、訓練対象者の実際の熟練度を正確に示すものであるので、プラントの操業者の実際の熟練度のばらつきや、要求される熟練度に達していない者のプラントの操業などの問題を回避し、プラントの操業者の実際の熟練度を要求どおりとするようにプラントの操業計画を行うことができる。
According to the above characteristic configuration, by providing the plant operation planning means, the respective skill levels of a plurality of training subjects stored in the skill level database are referred to, and the settings related to the skill level required as a plant operator The operation plan of the plant can be performed in such a manner that a trainee who satisfies the conditions is extracted and determined as a plant operator.
As described so far, the skill level determined by the skill level determination means and stored in the skill level database accurately indicates the actual skill level of the person to be trained. The plant's operation plan is designed to avoid problems such as variations in actual skill levels and plant operations of persons who have not reached the required skill level, and to ensure that the actual skill levels of plant operators are as required. It can be performed.
本発明に係るプラント操業訓練システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1に示すプラント操業訓練システム(以下、「本システム」と呼ぶ。)は、詳細については後述するが、クライアント端末1と訓練サーバ3と計画端末4との夫々のコンピュータシステムを、社内LANなどの通信ネットワーク7を介して互いにデータ通信可能な状態で接続してなる。
また、これらクライアント端末1と訓練サーバ3と計画端末4との夫々のコンピュータシステムは、所定のコンピュータプログラムを実行することにより後述する各種手段として機能するように構成されている。
An embodiment of a plant operation training system according to the present invention will be described based on the drawings.
The plant operation training system (hereinafter referred to as “the present system”) shown in FIG. 1 will be described in detail later, but each computer system of the
The computer systems of the
上記クライアント端末1は、プラントの操業訓練を行う訓練対象者8aや熟練者8b等の利用者8側に設置され、操作信号Iに応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号Oを生成するプラントシミュレータとして機能すると共に、操作信号Iの入力及び警報信号Oの出力を行う入出力手段5として機能するキーボード1b及びディスプレイ1aを有する。
上記訓練サーバ3は、当該訓練対象者8aに対するプラントの操業手順等の指導や評価を行う評価者9側に設置され、訓練対象者8aや熟練者8b等の利用者8に対してクライアント端末1を作動させた状態で入出力手段5によるプラントの操業訓練を行わせるものとして構成されている。
上記計画端末4は、プラントの操業計画を行う操業計画者10側に設置され、プラントの操業計画を行うものとして構成されている。
The
The said
The
上記クライアント端末1は、プラントの操業訓練を行う訓練対象者8aや熟練者8b等の利用者8側に設置された通常のコンピュータシステムからなる。そして、このクライアント端末1は、操作信号Iに応じてプラントの状態をシミュレートし、当該プラントにおける警報信号Oを生成するプラントシミュレータとして機能する。更に、操作信号Iの入力及び警報信号Oの出力を行う入出力手段5として機能するキーボード1b及びディスプレイ1aが設けられている。
The
具体的に、クライアント端末1は、実際のプラントにおける各種機器類をモデル化したプラントモデル11を有し、入出力手段5としてのキーボード1bから入力された操作信号Iに応じてプラントの状態がどのような状態に遷移するかをシミュレートして、プラントで出力される警報信号Oを含むプラントの状態を認識可能な状態信号を生成して入出力手段5としてのディスプレイ1aに表示するように構成されている。尚、かかるクライアント端末1は、公知のプラントシミュレータの構成を適宜採用することできる。
Specifically, the
一方、上記訓練サーバ3は、通信ネットワーク7を通じて通信可能な通常のサーバシステムからなり、上記クライアント端末1のディスプレイ1aに対してプラントの操業訓練のための各種処理用画面等を提供するように構成されている。
例えば、上記各種処理用画面としては、プラントにおける各種機器の配置図や、ポンプやバルブなどの操作対象機器への操作信号Iの入力を支援するための操作画面や、流量計や圧力計などの計測機器の計測値を表示するための計測結果画面や、警報信号Oを出力するための警報画面等が設けられている。
On the other hand, the
For example, the various processing screens include an arrangement diagram of various devices in the plant, an operation screen for supporting input of an operation signal I to an operation target device such as a pump and a valve, a flow meter, a pressure gauge, etc. A measurement result screen for displaying the measurement value of the measuring device, an alarm screen for outputting an alarm signal O, and the like are provided.
即ち、利用者8は、クライアント端末1においてディスプレイ1a上に表示される警報画面や操作画面などの各種処理画面を利用して、クライアント端末1から出力される警報信号Oを確認しながら、その警報信号Oが出力されなくなるようにクライアント端末1へ操作信号Iを入力するというようなプラントの操作訓練を行うことができる。
That is, the
そして、上述した本システムは、上記利用者8としての訓練対象者8aに対して、上記プラントの操業訓練を行わせるにあたり、その訓練対象者8aの熟練度を正確に判定するための特徴構成を有しており、その特徴構成の詳細について以下に説明する。
And when this system mentioned above makes the
図1を参照して、上記クライアント端末1は、利用者8がプラントの操業訓練を行う際に、例えば異常発生時の対処などのような課題に対して、上記キーボード1bからクライアント端末1へ入力した操作信号Iと、クライアント端末1からディスプレイ1aへ出力された警報信号Oとの内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成してメモリなどに記録するメッセージリスト生成手段12として機能するように構成されている。
尚、このメッセージリストは、図2に示すように、操作信号Iや警報信号Oの入出力の日時、その内容についての分類を示すメッセージ番号、その内容の詳細情報を示すタグやタグコメントなどのタグ情報とを含むメッセージ情報を、時系列的に記録してリスト化したものとして生成される。
Referring to FIG. 1, when the
As shown in FIG. 2, this message list includes the input / output date and time of the operation signal I and the alarm signal O, the message number indicating the classification of the contents, the tag and tag comment indicating the detailed information of the contents, and the like. Message information including tag information is generated as a list recorded and recorded in time series.
更に、上記訓練サーバ3は、利用者8としての訓練対象者8aに対してプラントの操業訓練を行わせたときに、上記メッセージリスト生成手段12で生成されたメッセージリストを用いて、訓練対象者8aの熟練度を、例えば点数など定量的に判定する熟練度判定処理を実行する熟練度判定手段31として機能するように構成されている。
以下、上記熟練度判定手段31により実行される上記熟練度判定処理としての第一熟練度判定処理、更には第二熟練度判定処理の詳細について以下に説明する。
Further, the
The details of the first skill level determination process and the second skill level determination process as the skill level determination process executed by the skill level determination means 31 will be described below.
(第一熟練度判定処理)
上記熟練度判定手段31により実行される第一熟練度判定処理では、先ず、訓練対象者8aによるプラントの操業訓練時において上記メッセージリスト生成手段12で生成されたメッセージリストから抽出したメッセージ情報に対応するメッセージ記号を時系列順に列記したものを訓練対象者メッセージ記号列として生成する。
具体的には、図2に示すように、訓練対象者8aのプラントの操業訓練時における上記メッセージリストに記録されたメッセージ情報の夫々について、当該メッセージ情報に対応付けられた夫々のメッセージ記号(例えば図2に示す「aa1」「bA5」,「cg3」,「Jk3」,「As2」,「rj3」・・・等)を、時系列順に列記した訓練対象者メッセージ記号列(例えば「aa1bA5cg3Jk3As2rj3・・・」等)として生成する。
即ち、この訓練対象者メッセージ記号列は、訓練対象者8aがプラントの操業訓練を行っている間にプラントモデル11に対して入出力手段5を介して入出力された操作信号Iと警報信号Oとの内容の並びを表すものとなる。
尚、本実施例では、メッセージ記号として、大文字及び小文字の英字の2桁の末尾に0〜9の数字を付加した3桁の英数字からなる記号を用いた例を説明するが、例えば、メッセージ情報に対応付けられた漢字一文字など、メッセージ情報の種類数等に応じて適当な形態のメッセージ記号を採用しても構わない。
(First skill level determination process)
In the first skill level determination process executed by the skill level determination means 31, first, it corresponds to the message information extracted from the message list generated by the message list generation means 12 at the time of plant operation training by the
Specifically, as shown in FIG. 2, for each message information recorded in the message list at the time of plant operation training of the
In other words, the trainee message symbol string includes the operation signal I and the alarm signal O input / output to / from the
In this embodiment, an example will be described in which a message symbol is a symbol consisting of three-digit alphanumeric characters with
更に、熟練度判定手段31により実行される第一熟練度判定処理では、高い熟練度の基準となる上記メッセージ記号の列を所定の基準メッセージ記号列(例えば「aa1bB5dg5Jd3ks5rj3・・・」等)として予め登録してあり、更に、その基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度を求め、その類似度から訓練対象者8aの第一熟練度を判定するように構成されている。
即ち、その訓練対象者メッセージ記号列が、高い熟練度の基準となる所定の基準メッセージ記号列に近似したものであるほど、その操業訓練時において訓練対象者8aが適切な順序で操作信号Iを入力し適切な順序で警報信号Oが出力されたと認められることから、上記熟練度判定手段31で実行される第一熟練度判定処理により、上記基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度から判定した第一熟練度は、その訓練対象者8aがプラントの操業手順を適切に習得しているか否かを正確に示す操業手順習得度として認識し得るものとなる。
Further, in the first skill level determination process executed by the skill level determination means 31, the above-described message symbol string that is a criterion for high skill level is set in advance as a predetermined reference message symbol string (for example, “aa1bB5dg5Jd3ks5rj3...”). Furthermore, the similarity of the training subject message symbol string to the reference message symbol string is obtained, and the first skill level of the
That is, the closer the training target person message symbol string is to a predetermined reference message symbol string that is a criterion of high skill level, the
また、上記基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度は、公知の文字列の類似度を評価する手法で導出することができ、例えば、英単語等のスペルチェック法として公知のレーベンシュタイン距離(編集距離)を用いた手法等を採用することができる。
以下に、レーベンシュタイン距離を用いた手法を採用した例について、具体的に説明する。レーベンシュタイン距離とは、二つの文字列がどの程度異なっているかを示す数値であり、具体的には、文字の「挿入」、「削除」、「置換」の操作によって、一方の文字列を他方の文字列に変形するのに必要な手順の最小回数として与えられる。例えば、文字列「aple」の「p」と「l」の間に「p」を1文字挿入すれば文字列「apple」となるので、「aple」と「apple」とのレーベンシュタイン距離は1となる。同様に、文字列「aple」から「l」の1文字を削除して文字列「ape」が得られるので、「aple」と「ape」とのレーベンシュタイン距離も1、文字列「aple」のうちの1文字「p」を「b」に置換して文字列「able」が得られるので、「aple」と「able」とのレーベンシュタイン距離も1となる。このように「削除」「挿入」「置換」を最小何回行えば、目標とする文字列に変換できるかを数えて、レーベンシュタイン距離が求められる。そしてレーベンシュタイン距離が小さいほど、2つの文字列は似ていることを意味する。このようなレーベンシュタイン距離は計算方法が単純明快で隠れマルコフモデルのような初期値や状態数などのパラメータによる依存性がないとされている。
Further, the similarity of the trainee message symbol string to the reference message symbol string can be derived by a known technique for evaluating the similarity of a character string. For example, it is known as a spell check method for English words and the like. A technique using Levenshtein distance (edit distance) can be employed.
Below, the example which employ | adopted the method using Levenshtein distance is demonstrated concretely. The Levenshtein distance is a numerical value that indicates how different two character strings are. Specifically, one character string is replaced with the other by the operations of “insert”, “delete”, and “replace” characters. Is given as the minimum number of steps required to transform the string. For example, if one character “p” is inserted between “p” and “l” of the character string “apple”, the character string “apple” is obtained, so the Levenstein distance between “apple” and “apple” is 1. It becomes. Similarly, since the character string “ape” is obtained by deleting one character “l” from the character string “apple”, the Levenshtein distance between “apple” and “apple” is 1, and the string “apple” Since the character string “able” is obtained by replacing one character “p” with “b”, the Levenshtein distance between “apple” and “able” is also 1. Thus, the Levenshtein distance can be obtained by counting how many times “deletion”, “insertion”, and “replacement” can be converted into a target character string. And the smaller the Levenshtein distance, the more similar the two strings are. Such Levenshtein distance is said to have a simple and clear calculation method and no dependence on parameters such as initial values and the number of states as in the hidden Markov model.
よって、訓練対象者メッセージ記号列を基準メッセージ記号列とするために必要な記号の「挿入」、「削除」、「置換」の操作の最小回数である訓練対象者メッセージ記号列と基準メッセージ記号列とのレーベンシュタイン距離を求めることで、このレーベンシュタイン距離の逆数等を、上記基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度として認識することができ、例えばこの類似度に係数等を乗じたものを、第一熟練度としてのプラントの操業手順を適切に習得しているか否かの操業手順習得度として導出することができる。 Therefore, the trainee message symbol string and the reference message symbol string that are the minimum number of operations of “insertion”, “deletion”, and “replacement” of symbols necessary to make the trainee message symbol string the reference message symbol string The Levenshtein distance can be recognized as the degree of similarity of the trainee message symbol string with respect to the reference message symbol string. What has been multiplied can be derived as an operating procedure learning level as to whether or not the plant operating procedure as the first skill level has been properly acquired.
また、上記基準メッセージ記号列は、上記訓練対象者メッセージ記号列と同様に、プラントの操業手順を適切に習得している熟練者8b、即ち操業手順習得度が高い熟練者8bに対してプラントの操業訓練を行わせたときに、上記メッセージリスト生成手段12で生成されたメッセージリストから抽出したメッセージ情報に対応するメッセージ記号を時系列的に列記した熟練者メッセージ記号列として得ることができる。
そして、訓練サーバ3は、利用者8としての上記熟練者8bにプラントの操業訓練を行わせることで適切な順序で操作信号Iを入力し適切な順序で警報信号Oが出力する状態で生成された熟練者メッセージ記号列を、自動的に上記基準メッセージ記号列として登録する基準メッセージ記号列登録処理を実行する基準登録手段32(図1参照)として機能するように構成されている。
In addition, the reference message symbol string is similar to the training subject message symbol string to the
The
更に、上記熟練度判定手段31は、上述した第一熟練度判定処理において、上記基準メッセージ記号列に対する上記訓練対象者メッセージ記号列の類似度を認識し得る情報そのものをクライアント端末1のディスプレイ1aや訓練サーバ3のディスプレイ3a等に表示することで、訓練対象者8a自身や評価者9に対して、当該訓練対象者8aのプラントの操業手順の習得度を可視的且つ瞬時に把握させるように構成することができる。
具体的に、図3に示すように、上記熟練度判定手段31は、上述した第一熟練度判定処理において、メッセージ記号毎に割り当てられたメッセージシンボルを、訓練対象者メッセージ記号列の順に帯状表示した訓練対象者メッセージシンボル列と、メッセージシンボル(図3に示した例では、メッセージ色)を基準メッセージ記号列の順に帯状表示した基準メッセージシンボル列とを、クライアント端末1が有するディスプレイ1a(表示部の一例)や訓練サーバ3が有するディスプレイ3a(表示部の一例)に並べて表示するように構成されている。
Further, the skill level determination means 31 uses the display 1a of the
Specifically, as shown in FIG. 3, the skill level determination means 31 displays the message symbols assigned to the message symbols in the above-described first skill level determination process in the order of the trainee message symbol string. The
即ち、上記メッセージシンボル列は、メッセージ記号毎やその分類毎に異なる色調で表示されたブロックをメッセージ記号列のメッセージ記号の列記順に積層表示したものとして表示することができる。
そして、訓練対象者8aによって視認されるディスプレイ1a,3aには、このようなメッセージシンボル列として、上記訓練対象者8aのプラント操業訓練時において生成された訓練対象者メッセージ記号列に対応する訓練対象者メッセージシンボル列と、高い第一熟練度の基準となる基準メッセージ記号列に対応したものとが並べて表示されることになる。従って、訓練対象者8a自身や評価者9が、その夫々のメッセージシンボル列を視認して比較することができる。
また、図3に示すように、上記メッセージシンボル列としては、上記訓練対象者8aによるものや高い熟練度の基準となるもの以外に、最も熟練度が低い訓練対象者8aによるもの(図3において「ワースト」と記載されたメッセージシンボル列)をディスプレイ1a,3aに表示するように構成することができる。よって、このようにディスプレイ1aに表示された夫々のメッセージシンボル列を比較することにより、当該訓練対象者8aのプラントの操業手順習得度が、基準のものに近似し優れたものであるのか、逆に、ワーストのものに近似し劣ったものであるのかを、可視的且つ瞬時に把握することができる。
尚、上記メッセージシンボル列として、上記のような色調を利用したものではなく、例えば、メッセージ記号毎やその分類毎に異なる形状で表示されたマークをメッセージ記号列のメッセージ記号の列記順に積層表示したものとして表示することもできる。
In other words, the message symbol sequence can be displayed as a stack of blocks displayed in different colors for each message symbol or its classification in the order of the message symbols in the message symbol sequence.
And on the
Further, as shown in FIG. 3, the message symbol string includes a trained
The message symbol string does not use the color tone as described above. For example, marks displayed in different shapes for each message symbol or its classification are stacked and displayed in the order of the message symbol in the message symbol string. It can also be displayed as a thing.
さらに、上記の文字列の類似度を評価する手法としては、重み付きレーベンシュタイン距離(重み付き編集距離)を用いた手法、隠れマルコフモデル(HMM)を用いた手法、EMD(Earth Mover‘s Distance)を用いた手法、N−gramを用いた手法など、別の手法を採用しても構わない。 Furthermore, as a technique for evaluating the similarity of the above character strings, a technique using a weighted Levenstein distance (weighted editing distance), a technique using a hidden Markov model (HMM), or an EMD (Earth Mover's Distance) is used. ) And other methods such as a method using N-gram may be adopted.
(第二熟練度判定処理)
上記熟練度判定手段31により実行される第二熟練度判定処理では、先ず、図4に示すように、訓練対象者8aによるプラントの操業訓練時においてメッセージリスト生成手段12で生成されたメッセージリストから抽出した操作信号Iの入力頻度(以下、「操作頻度」と呼ぶ。)と警報信号Oの出力個数(以下、「警報個数」と呼ぶ。)との時系列データを訓練対象者入出力データとして生成する。
更に、上記第二熟練度判定処理では、図5に示すように、高い熟練度の基準となる操作頻度と警報個数との時系列データを所定の基準入出力データとして予め登録してあり、更に、その基準入出力データに対する上記訓練対象者入出力データの類似度を求め、その類似度から訓練対象者8aの上述した第一熟練度とは異なる第二熟練度を判定するように構成されている。
(Second skill level determination process)
In the second skill level determination process executed by the skill level determination means 31, first, as shown in FIG. 4, from the message list generated by the message list generation means 12 at the time of plant operation training by the
Furthermore, in the second skill level determination process, as shown in FIG. 5, time series data of the operation frequency and the number of alarms, which are the standards of high skill level, are registered in advance as predetermined reference input / output data, The similarity of the training subject input / output data with respect to the reference input / output data is obtained, and the second skill level different from the first skill level of the training
即ち、その訓練対象者入出力データが、高い熟練度の基準となる所定の基準入出力データに近似したものであるほど、その操業訓練時において訓練対象者8aが適切な頻度で操作信号Iを入力し適切な個数の警報信号Oが出力されたと認められることから、上記第一熟練度判定処理により、上記基準入出力データに対する上記訓練対象者入出力データの類似度から判定した第二熟練度は、その訓練対象者8aがプラントの操業を適切に安定して行ったか否かを正確に示す操業安定度といて認識し得るものとなる。
従って、上述した第一熟練度判定処理で判定した第一熟練度で示される操業手順習得度に合わせて、上記第二熟練度判定処理で判定した第二熟練度で示される操業安定度についても一層正確に評価することができる。
尚、この基準入出力データは、例えば図5に示すように、操作頻度については、継続して一定頻度以上の操作信号Iの入力が行われている状態となり、一方、警報個数については、時間が経過するのに伴って早い段階で極めて少ないものに低減され、その状態が継続される状態となるものとされる。
That is, the closer the input / output data of the training subject is to the predetermined reference input / output data that becomes the standard of high skill level, the
Therefore, the operation stability indicated by the second skill level determined by the second skill level determination process is adjusted in accordance with the operation procedure acquisition level indicated by the first skill level determined by the first skill level determination process described above. It is possible to evaluate more accurately.
For example, as shown in FIG. 5, the reference input / output data is in a state in which the operation signal I is continuously input with a certain frequency or more with respect to the operation frequency. As the time elapses, the number is reduced to an extremely small number at an early stage, and the state continues.
また、上記基準入出力データに対する上記訓練対象者入出力データの類似度は、相関係数やユークリッドノルム(ユークリッド距離)を用いて2つのデータの類似度を評価する公知のマッチング方法により導出することができる。
尚、上記相関係数によるマッチング方法では、基準入出力データの観測データの標本平均と標本分散を、両データに共通な母平均と母分散とみなして両データの夫々の標準化を行い、その結果得られたデータの内積を類似度の指標とすることができる。また、別の上記相関係数によるマッチング方法では、基準入出力データの観測データの標本平均と標本分散を、両データに共通な母平均と母分散とみなして計算した相関係数を類似度の指標とすることもできる。
The similarity of the training subject input / output data with respect to the reference input / output data should be derived by a known matching method for evaluating the similarity of two data using a correlation coefficient or Euclidean norm (Euclidean distance). Can do.
In the matching method using the above correlation coefficient, the sample average and sample variance of the observation data of the reference input / output data are regarded as the population mean and population variance common to both data, and both data are standardized. The inner product of the obtained data can be used as an index of similarity. In another matching method based on the above correlation coefficient, the correlation coefficient calculated by regarding the sample mean and sample variance of the observation data of the reference input / output data as the population mean and population variance common to both data is used as the similarity measure. It can also be used as an indicator.
一方、上記ユークリッドノルムによるマッチング方法では、訓練対象者入出力データ上の点と基準入出力データ上の点とについて、それら2点間の距離をユークリッドノルムとして単位時間毎に求め、それらのユークリッドノルムの平均が0に近いほど類似度が高いと評価することができる。 On the other hand, in the above-mentioned matching method using the Euclidean norm, the distance between the two points on the training subject input / output data and the reference input / output data is obtained for each unit time as the Euclidean norm, and the Euclidean norm is obtained. It can be evaluated that the similarity is higher as the average of is closer to 0.
尚、上記マッチング方法としては、重み付きユークリッドノルム(重み付きユークリッド距離)を用いた方法、ミンコフスキー距離を用いた方法、重み付きミンコフスキー距離を用いた方法、マハラノビスの汎距離を用いた方法など、別の方法を採用しても構わない。 In addition, the matching method includes a method using a weighted Euclidean norm (weighted Euclidean distance), a method using a Minkowski distance, a method using a weighted Minkowski distance, a method using a Mahalanobis general distance, etc. This method may be adopted.
また、図5に示す上記基準入出力データは、上記訓練対象者入出力データと同様に、適切な状態で操作信号Iを入力し適切な状態で警報信号Oが出力されるようにプラントを操業できる熟練者8b、即ち操業安定度が高い熟練者8bに対してプラントの操業訓練を行わせたときに、上記メッセージリスト生成手段12で生成されたメッセージリストから抽出した操作信号Iの入力頻度(操作頻度)と警報信号Oの出力個数(警報個数)との時系列データを熟練者入出力データとして得ることができる。
そして、図1に示すように、訓練サーバ3は、利用者8としての上記熟練者8bにプラントの操業訓練を行わせることで、適切な頻度で操作信号Iを入力し適切な個数の警報信号Oが出力する状態で生成された熟練者入出力データを、自動的に上記基準入出力データとして登録する基準入出力データ登録処理を実行する基準入出力データ登録手段32(図1参照)として機能するように構成されている。
Further, the reference input / output data shown in FIG. 5 operates the plant so that the operation signal I is input in an appropriate state and the alarm signal O is output in an appropriate state, similar to the input / output data of the training subject. The frequency of input of the operation signal I extracted from the message list generated by the message list generation means 12 when a plant operation training is performed for a
As shown in FIG. 1, the
以下、実際のプラントの操業訓練による熟練度の評価結果例について、説明を加える。
尚、このプラントの操業訓練で使用したクライアント端末1は、図6に示すように、LNG供給プラント100をモデル化したプラントモデル11を有するものとして構成されている。
即ち、このLNG供給プラント100は、LNG(液化天然ガス)を貯蔵するLNGタンク101、そのLNGタンク101からLNGを払い出すためのポンプ102、そのポンプ102から払い出されたLNGを海水等との熱交換により気化して供給先に供給される都市ガスとする気化器103、及び、各部のLNGや都市ガスの流量や圧力等を検知する計器類(図示せず)等の各種機器類を備えて構成されている。
また、このLNG供給プラント100では、複数の主ポンプ102aと少なくとも1つの予備ポンプ102bとからなる複数のポンプ102を並設している。そして、これら複数の主ポンプ102aについては、払出し流量及び圧力が目標値となるように運転台数の制御が行われており、また、上記予備ポンプ102bについては、上記主ポンプ102aの少なくとも1つが異常停止する所謂ポンプトリップが発生した場合に、そのポンプ102aの代わりに起動される。
Hereinafter, an example of the evaluation result of the skill level by the actual plant operation training will be described.
The
That is, the
In the
そして、本実施形態で行うプラントの操業訓練では、上記クライアント端末1により、上記ポンプトリップ発生時におけるLNG供給プラント100の状態をシミュレートさせた状態で行われる。
In the plant operation training performed in the present embodiment, the
先ず、熟練者8bに対してプラントの操業訓練を行わせた場合におけるその熟練者8bによる対処方法について説明する。
〔熟練者の対処方法〕
1)ポンプトリップ発生直後に、運転中の他の主ポンプ102aの吐出量を適量分瞬時に増加させることで、払出し流量及び払出し圧力の低下を一時的に抑制する。
2)ポンプトリップ発生から15秒後に、予備ポンプ102bを起動させる。
3)起動した予備ポンプ102bの吐出量の目標値を瞬時に増量させると共に、上記1)で一時的に増加した主ポンプ102aの吐出量を元に戻す。
4)気化器103の出口側圧力を監視しながら、その出口側圧力が設定範囲内に収まるように、上記主ポンプ102aの吐出量を微調整する。
First, a method for coping with the
[How to deal with skilled workers]
1) Immediately after the occurrence of a pump trip, the discharge amount of the other
2) The
3) The target value of the discharge amount of the activated
4) While monitoring the outlet side pressure of the
そして、熟練者8bがプラントの操業訓練を行って上記のように対処することで、基準登録手段32により生成された熟練者メッセージ記号列や熟練者入出力データが基準メッセージ記号列や基準入出力データとして登録される。
Then, the
次に、訓練対象者8aに対してプラントの操業訓練を行わせた場合におけるその訓練対象者8aの対処方法について説明する。
〔訓練対象者の対処方法〕
1)ポンプトリップ発生直後に、予備ポンプ102bを起動させる。
2)運転中の他の主ポンプ102aの吐出量を、例えば2.5分経過した時点で適量となる程度に、徐々に増加させる。
3)気化器103の出口側圧力を監視しながら、その出口側圧力が設定範囲内に収まるように、上記主ポンプ102a及び予備ポンプ102bの吐出量を微調整する。
Next, the coping method of the
[Training method for training subjects]
1) Immediately after the occurrence of a pump trip, the
2) The discharge amount of the other
3) While monitoring the outlet side pressure of the
そして、熟練者8bがプラントの操業訓練を行って上記のように対処することで、熟練度判定手段31により、訓練対象者メッセージ記号列や訓練対象者入出力データが生成され、予め登録している基準メッセージ記号列や基準入出力データに対する類似度から訓練対象者8aの操業手順習得度を示す第一熟練度や操業安定度を示す第二熟練度が判定される。
Then, the
更に、図1に示すように、訓練サーバ3は、複数の訓練対象者8aの夫々に対してプラントの操業訓練を行わせるにあたり、熟練度判定手段31により判定した夫々の訓練対象者8aの第一熟練度及び第二熟練度を、訓練対象者8aの識別情報に関連付けて、訓練サーバ3等のコンピュータシステムが備える1又は2以上の不揮発性記憶装置に割り付けられた熟練度データベース(以下、「熟練度DB」と略称する。)50に格納するように構成されている。即ち、熟練度DB50は、熟練度判定手段31で判定した熟練度を訓練対象者8aに関連付けて格納するものとして構成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 1, the
そして、訓練サーバ3や計画端末4は、上記熟練度DB50に格納された訓練対象者8aの夫々の操業手順習得度を示す第一熟練度及び操業安定度を示す第二熟練度をグラフ図として当該訓練サーバ3が有するディスプレイ3a(表示部の一例)や当該計画端末4のディスプレイ4a(表示部の一例)に表示する成績表示手段33,42として機能するように構成されている。
Then, the
具体的には、上記成績表示手段33,42は、熟練度DB50から抽出した複数の訓練対象者8aの第一熟練度及び第二熟練度のデータを、図7(a),(b),(c)に示すような縦軸に第一熟練度を示し横軸に第二熟練度を示すグラフ図上にプロットしたもの(以下、「成績グラフ図」と呼ぶ。)を、ディスプレイ3a,4aに表示する。
ここで、縦軸の第一熟練度については、数値が大きいほど操業手順習得度が高いものとして表され、横軸の第二熟練度については、数値が大きいほど操業安定度が高いものとして表されている。
従って、この成績グラフ図において、右上角に近い領域にプロットされた訓練対象者ほど、操業手順習得度及び操業安定度が平均して高い者であると明確に認識することができる。
例えば、図7(a)に示す成績グラフ図では、プラント操業の経験年数が2年未満等の初級の訓練対象者の熟練度を示し、図7(b)に示す成績グラフ図では、プラント操業の経験年数が2年以上5年未満等の中級の訓練対象者の熟練度を示し、図7(c)に示す成績グラフ図では、プラント操業の経験年数が5年以上等の上級の訓練対象者の熟練度を示したものである。
そして、初級の成績グラフ図(図7(a))と中級の成績グラフ図(図7(b))を比較すると、プラント操業の経験年数が5年未満の範囲で長くなるほど、操業手順習得度が向上していく一方で操業安定度があまり向上していないことを認識でき、更に、中級の成績グラフ図(図7(b))と上級の成績グラフ図(図7(c))を比較すると、プラント操業の経験年数が5年以上の範囲で長くなるほど、操業手順習得度と操業安定度とが共に向上していくことを明確に認識することができる。
従って、このような成績グラフ図を参考にして、初級、中級、上級の訓練対象者に対して、操業手順習得度と操業安定度との両面でプラント操業訓練の熟練度を向上させるための指導を的確に実施することができる。
また、図7(a),(b),(c)において、ある訓練対象者が1回目に操業訓練を行った際の熟練度(図面における白丸印)と、当該訓練対象者が2回目に操業訓練を行った際の熟練度(図面における白丸印からの矢印で示された黒丸印)とを比較すると、1回目よりも2回目の方が操業手順習得度及び操業安定度が向上していることを認識することができる。これらの理由は様々であるが、訓練対象者8aに対してヒアリングしてみると、1回目よりも2回目のほうが落ち着いて操業訓練を行うことができたなどの理由があり、これら熟練度の判定結果は、そのような緊張感によるものなどの詳細な状況等についても定量的に認識し得るものとなっているといえる。
Specifically, the results display means 33 and 42 store the data of the first skill level and the second skill level of the plurality of
Here, for the first skill level on the vertical axis, the larger the numerical value, the higher is the degree of operation procedure acquisition, and for the second skill level on the horizontal axis, the higher the numerical value, the higher is the operational stability. Has been.
Therefore, in this graph, it is possible to clearly recognize that the person to be trained plotted in the region near the upper right corner is the person who has an average higher operation procedure acquisition level and operation stability level.
For example, in the results graph shown in FIG. 7 (a), the skill level of a beginner training person who has less than two years experience in plant operation is shown, and in the results graph shown in FIG. 7 (b), plant operation is shown. Shows the level of skill of intermediate level trainees with 2 years of experience and less than 5 years, and the results graph shown in Fig. 7 (c) shows advanced training subjects with 5 years of experience in plant operation, etc. It shows the skill level of the person.
And comparing the results graph of the elementary level (Fig. 7 (a)) with the results graph of the intermediate level (Fig. 7 (b)), the longer the years of experience in plant operation, the longer the less than 5 years, the more familiar the operating procedure. It is possible to recognize that the operational stability has not improved so much while improving the level, and comparing the intermediate graph (Fig. 7 (b)) with the advanced graph (Fig. 7 (c)) Then, it can be clearly recognized that as the years of experience in plant operation increase in the range of 5 years or more, both the operating procedure learning level and the operating stability improve.
Therefore, with reference to such a graph of results, guidance for improving the skill level of plant operation training for both beginner, intermediate and advanced trainees in terms of both operational procedure acquisition and operational stability. Can be implemented accurately.
7 (a), (b), and (c), the skill level (white circle in the drawing) when a certain training target person performs the first operation training and the training target person for the second time Comparing with the skill level (black circle indicated by the arrow from the white circle in the drawing) at the time of the operation training, the operational procedure mastery and operational stability are improved in the second time rather than the first time. I can recognize that. There are various reasons for this, but when we interviewed the
次に、本システムにおいてプラントの操業計画を行うための構成について、説明を加える。
計画端末4は、上記熟練度DB50に対してアクセス可能に構成された通常のパーソナルコンピュータサーバシステムからなる。そして、上記計画端末4は、熟練度に関する設定条件を満たす訓練対象者8aを熟練度DB50から抽出し、当該抽出した訓練対象者8aをプラントの操業者に決定する形態で、プラントの操業計画を行うプラント操業計画手段41として機能するように構成されている。
Next, a description will be given of a configuration for performing a plant operation plan in this system.
The
具体的には、特定の操業日において要求される操業手順習得度(第一熟練度)更には操業安定度(第二熟練度)等の熟練度に達していない者がプラントを操業しないようにするためには、上記プラント操業計画手段41により、熟練度DB50に格納された複数の訓練対象者8aの熟練度を参照しながら、上記熟練度に関する設定条件として、例えば第一熟練度と第二熟練度の平均値がある一定以上であるという条件を満たすように、熟練度DB50から上記特定の操業日における操業者となる訓練対象者8aを抽出することができる。
また、第一熟練度の合格ライン及び第二熟練度の合格ラインを設けて、第一熟練度及び第二熟練度の夫々が両合格ライン以上である訓練対象者を初級、中級、上級の夫々におけるプラント操業についての合格者として認識し、初級、中級、上級の夫々の訓練対象者から合格者をバランスよく操業者として抽出することもできる。
Specifically, a person who has not reached a skill level such as the required operating procedure acquisition level (first skill level) and the operational stability level (second skill level) on a specific operating day should not operate the plant. In order to do this, the plant operation planning means 41 refers to the skill levels of the plurality of
In addition, a pass line for the first skill level and a pass line for the second skill level are provided, and the first, intermediate and advanced trainees whose first skill level and second skill level are both higher than both pass lines, respectively. Can be recognized as a successful person in plant operation, and can be extracted as an operator in a well-balanced manner from the trainees of beginner, intermediate and advanced.
また、複数の操業日に渡ってプラントの操業者の実際の熟練度のばらつきが生じないようにするためには、上記プラント操業計画手段41により、熟練度DB50に格納された複数の訓練対象者8aの夫々の熟練度を参照しながら、上記熟練度に関する設定条件として当該複数の操業日の夫々における複数の操業者の熟練度の平均値が略均一になるという条件を満たすように、熟練度DB50から上記複数の操業日の夫々における操業者となる訓練対象者8aを抽出することができる。
Further, in order to prevent variations in actual skill levels of plant operators over a plurality of operation days, the plant operation planning means 41 causes a plurality of training subjects stored in the
尚、上記実施の形態では、本訓練システムを、クライアント端末1と訓練サーバ3と計画端末4とを通信ネットワーク7を互いにデータ通信可能な状態で接続した構成としたが、これらコンピュータシステムの配置や接続形態等については適宜改変可能である。
また、本実施形態では、熟練度判定手段31を、第一熟練度判定処理に加えて第二熟練度判定処理を実行するように構成したが、第二熟練度判定処理を適宜省略しても構わない。
In the above embodiment, the training system is configured such that the
In the present embodiment, the skill level determination means 31 is configured to execute the second skill level determination process in addition to the first skill level determination process, but the second skill level determination process may be omitted as appropriate. I do not care.
本発明は、プラントの操業訓練を行うにあたり、その訓練対象者の熟練度を正確に判定し得るプラント操業訓練システム及びコンピュータプログラムとして有効に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used as a plant operation training system and a computer program that can accurately determine the skill level of a person to be trained when performing plant operation training.
1:クライアント端末(プラントシミュレータ)
1a,3a,4a:ディスプレイ(表示部)
5:入出力手段
8a:訓練対象者
8b:熟練者
31:熟練度判定手段
32:基準登録手段
33,42:成績表示手段
41:プラント操業計画手段
50:熟練度データベース
I:操作信号
O:警報信号
1: Client terminal (plant simulator)
1a, 3a, 4a: Display (display unit)
5: Input / output means 8a: Training subject 8b: Expert 31: Skill level determination means 32: Standard registration means 33, 42: Results display means 41: Plant operation planning means 50: Skill level database I: Operation signal O: Alarm signal
Claims (9)
前記操作信号の入力及び前記警報信号の出力を行う入出力手段とを備え、
訓練対象者に対して、前記プラントシミュレータを作動させた状態で前記入出力手段による前記プラントの操業訓練を行わせて、当該訓練対象者の熟練度を判定する熟練度判定手段を備えたプラント操業訓練システムであって、
前記入出力手段における前記操作信号や前記警報信号の内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成するメッセージリスト生成手段を備え、
前記熟練度判定手段が、前記訓練対象者による前記プラントの操業訓練時において前記メッセージリスト生成手段で生成された前記メッセージリストから抽出した前記メッセージ情報を対応する短い記号に変換したメッセージ記号を時系列順に列記したものを訓練対象者メッセージ記号列として生成し、予め登録してある基準メッセージ記号列に対する当該訓練対象者メッセージ記号列の類似度に基づいて前記訓練対象者の第一熟練度を判定する第一熟練度判定処理を実行するプラント操業訓練システム。 A plant simulator that simulates the state of the plant according to the operation signal and generates an alarm signal in the plant;
Input / output means for inputting the operation signal and outputting the alarm signal;
Plant operation provided with skill level determination means for determining the level of skill of the person to be trained by performing training of the plant by the input / output means in a state where the plant simulator is operated for the person to be trained A training system,
Includes a message list generating means for generating a list of messages in chronological order recorded message information indicating the content of the operation signal and said alarm signal in said input means,
The skill level determination means converts a message symbol obtained by converting the message information extracted from the message list generated by the message list generation means into a corresponding short symbol at the time of operation training of the plant by the training subject. What is listed in sequence is generated as a trainee message symbol string, and the first skill level of the trainee is determined based on the similarity of the trainee message symbol string to a pre-registered reference message symbol string A plant operation training system that executes the first skill level determination process.
前記熟練度データベースに格納された前記訓練対象者の夫々の前記第一熟練度及び前記第二熟練度をグラフ図として表示部に表示する成績表示手段を備えた請求項5又は6に記載のプラント操業訓練システム。 A skill level database that stores the first skill level determined in the first skill level determination process and the second skill level determined in the second skill level determination process in association with the training subject,
The plant according to claim 5 or 6, further comprising a result display means for displaying the first skill level and the second skill level of each of the training subjects stored in the skill level database on a display unit as a graph. Operation training system.
前記熟練度に関する設定条件を満たす前記訓練対象者を前記熟練度データベースから抽出し、当該抽出した訓練対象者を前記プラントの操業者に決定する形態で、前記プラントの操業計画を行うプラント操業計画手段を備えた請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラント操業訓練システム。 A skill level database that stores the skill level determined by the skill level determination means in association with the training subject,
The plant operation planning means for extracting the training subject satisfying the setting condition related to the skill level from the skill level database and determining the extracted training subject as the plant operator in the form of the plant operation plan. The plant operation training system according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
前記操作信号の入力及び前記警報信号の出力を行う入出力手段とを備えたプラント操業訓練システムにおいて、
訓練対象者に対して、前記プラントシミュレータを作動させた状態で前記入出力手段による前記プラントの操業訓練を行わせて、当該訓練対象者の熟練度を判定する熟練度判定処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記訓練対象者による前記プラントの操業訓練時に、前記入出力手段における前記操作信号や前記警報信号の内容を示すメッセージ情報を時系列的に記録したメッセージリストを生成するメッセージリスト生成処理を前記コンピュータに実行させ、
前記熟練度判定処理として、前記メッセージリスト生成処理で生成された前記メッセージリストから抽出した前記メッセージ情報を対応する短い記号に変換したメッセージ記号を時系列順に列記したものを訓練対象者メッセージ記号列として生成し、
予め登録してある基準メッセージ記号列に対する当該訓練対象者メッセージ記号列の類似度に基づいて前記訓練対象者の第一熟練度を判定する第一熟練度判定処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。 A plant simulator that simulates the state of the plant according to the operation signal and generates an alarm signal in the plant;
In a plant operation training system comprising input / output means for inputting the operation signal and outputting the warning signal,
Let the training subject perform the operation training of the plant by the input / output means in a state where the plant simulator is operated, and cause the computer to execute a skill level determination process for determining the skill level of the training subject. A computer program for
A message list generation process for generating a message list in which message information indicating the contents of the operation signal and the alarm signal in the input / output means is recorded in time series in the computer during operation training of the plant by the training subject. Let it run
As the skill level determination process, a trainee message symbol string is a list of message symbols obtained by converting the message information extracted from the message list generated in the message list generation process into corresponding short symbols in time series order. Generate and
A computer program for causing the computer to execute a first skill level determination process for determining a first skill level of the training subject based on a similarity of the training subject message symbol sequence to a reference message symbol sequence registered in advance.
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