JP7084218B2 - 情報中継装置、遠隔サービスシステム、情報中継方法及びプログラム - Google Patents
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Description
以下、第1の実施形態に係るプラントネットワーク入口装置、及び、これを備える遠隔サービスシステムについて、図1~図9を参照しながら説明する。
図1は、第1の実施形態に係る遠隔サービスシステムの全体構成を示す図である。
図1に示す遠隔サービスシステム1は、発電プラント3内に配置されたプラント設備320の稼働状態の変更や調整を、遠隔地から行うシステムである。
変更要求装置100、変更確認装置200、変更実施装置210、及び、プラントネットワーク入口装置300は、一般的な広域通信ネットワーク(例えば、インターネット回線)を通じて、通信可能に接続されている。
また、後述するように、変更要求装置100、変更確認装置200、及び、変更実施装置210は、複数のノードからなるブロックチェーン20に対し、新たな情報の登録の要求(トランザクションの送信)を行うための端末装置として機能する。
ブロックチェーン20は、登録対象とするデータを含むトランザクションを時々刻々と受け付けるとともに、当該受け付けたトランザクションを纏めて「ブロック」を生成する。ブロックチェーン20は、生成したブロックのハッシュ値を用いて、次に生成されるブロックを繋ぎ合わせて管理する。ブロックチェーン20に新たに登録されるブロックは、以前に登録されたブロックのハッシュ値を通じて時系列に繋がる。そのため、ブロックチェーン20に登録されたデータを矛盾なく改ざんするためには、当該データを含むブロックに繋がる全ての他のブロックを書き換えなければならない。これに加え、あるブロックを登録した一つのノードは、当該ブロックを直ちに他の複数のノードそれぞれに転送して共有する。そして、各ノードは、自身に登録されているブロックの正当性を相互チェックする。このような仕組みにより、ブロックチェーン20に登録されたデータは、第三者による改ざんが極めて困難となる。
第1の実施形態に係るブロックチェーン20は、3つのノードから構成されるとともに、各ノードは、後述するサービス事業者S、変更内容確認者C、変更実施者Iによってそれぞれ所有、管理される。
なお、他の実施形態においては、この態様に限定されず、ブロックチェーン20は、さらに多くのノードを有して構成されてもよい。また、ブロックチェーン20のノードには、クラウドコンピューティングシステムに組み込まれたデータサーバ装置が含まれてもよい。
また、他の実施形態に係るブロックチェーン20は、構成するノードが全てクラウド上で構成され、クライアント-サーバー方式の接続方法で各端末装置から利用される態様であってもよい。
なお、以下の説明においては、ブロックチェーン20を構成する各ノードを特定せず、ブロックチェーン20の全体が、1つのデータサーバ装置として機能するものとして説明する。
サービス事業者Sは、プラント管理者が管理するプラント設備320の現状の稼働データを確認して、プラント管理者に対しプラント設備320の稼働状態の改善を提案する。この場合、具体的には、サービス事業者Sは、変更要求装置100を操作して、プラント設備320に新たに適用しようとする制御パラメータを入力する。変更要求装置100は、入力された、新たに適用しようとする制御パラメータを示す情報(以下、「変更情報」とも記載する。)をブロックチェーン20に登録する。
変更確認装置200は、変更内容確認者Cから提案内容を承認する手続きに係る操作を受け付けると、サービス事業者Sの提案内容を承認することを示す承認情報を、その提案内容を示す変更情報に紐付けてブロックチェーン20に登録する。
変更実施装置210は、変更実施者Iから新たな制御パラメータを反映させる手続きに係る操作を受け付けると、専用通信回線を介して、当該新たな制御パラメータを示す変更情報をプラントネットワーク入口装置300に送信する。「専用通信回線」とは、変更実施装置210とプラントネットワーク入口装置300との間にのみ設置され、特に、変更実施装置210からプラントネットワーク入口装置300に向けて情報を伝達するための通信回線である。広域通信ネットワークに接続される他の端末装置は、この専用通信回線を通じて、プラントネットワーク入口装置300にアクセスすることができない。
プラントネットワーク入口装置300は、変更実施装置210から専用通信回線を通じて、承認済み変更情報を受信した場合、当該受信した承認済み変更情報を、プラントネットワークに接続されたプラント設備320に向けて転送する。
データダイオード330は、一方向の通信のみを実現し、他方向の通信を物理的に遮断する通信ネットワーク機器である。図1に示すように、データダイオード330は、プラントネットワーク入口装置300と変更実施装置210とを接続する広域通信ネットワーク上に設置され、プラントネットワーク入口装置300から変更実施装置210への一方向の通信のみが可能となるように構成されている。
図2は、第1の実施形態に係るプラント制御システムの構成を示す図である。
次に、図2を参照しながら、プラント設備320の構成について詳しく説明する。
図2に示すプラント設備320は、発電プラント3に設置される発電用の設備である。図2に示すように、プラント設備320は、プラント制御装置3200と、設備本体3201と、稼働データ記録媒体3202とを有してなる。
設備本体3201は、例えば、ガスタービンや発電機等である。設備本体3201の各所には、設備本体3201の稼働状態を検出するための各種センサ(温度センサ、圧力センサ、流量センサ等)が複数取り付けられている。
稼働データ記録媒体3202には、設備本体3201の運転中において、各種センサを通じて取得される検出結果の時系列である稼働データが記録、蓄積される。稼働データ記録媒体3202に記録、蓄積された稼働データは、プラントネットワーク入口装置300によって参照される。
図3は、第1の実施形態に係るプラントネットワーク入口装置のハードウェア構成及び機能構成を示す図である。
図3に示すように、プラントネットワーク入口装置300は、CPU301と、メモリ302と、ストレージ303と、接続インタフェース304とを備えている。
メモリ302は、DRAM等の、いわゆる主記憶装置であって、プログラムに従ってCPU301が動作するために必要な記憶領域である。
ストレージ303は、HDD、SSD等の、いわゆる補助記憶装置であって、プラントネットワーク入口装置300に必要な情報が予め記録されている。
接続インタフェース304は、広域通信ネットワーク及びプラントネットワーク(図1参照)と接続するための接続インタフェースである。
CPU301は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、変更情報受信部3011、変更情報送信部3012、変更完了情報受信部3013、変更完了情報送信部3014、稼働データ取得部3015、改善率演算部3016、及び、改善率送信部3017としての機能を発揮する。
変更情報送信部3012は、変更実施装置210から受信した変更情報を、プラント設備320のプラント制御装置3200(図2)に送信する。
変更完了情報受信部3013は、プラント設備320のプラント制御装置3200から、変更情報に応じた制御パラメータの変更が完了したことを示す変更完了情報を受信する。
変更完了情報送信部3014は、プラント制御装置3200から受信した変更完了情報を変更実施装置210へ送信する。
稼働データ取得部3015は、稼働データ記録媒体3202を参照して、変更情報に基づく制御パラメータの変更がなされた時刻より前の稼働データ(以下、「変更前稼働データ」とも記載する。)と、同変更がなされた時刻より後の稼働データ(以下、「変更後稼働データ」とも記載する。)と、を取得する。
改善率演算部3016は、変更前稼働データ及び変更後稼働データに基づいて、変更前後における重要業績評価指標(Key Performance Indicator;KPI)の改善率(以下、「KPI改善率」とも記載する。)を算出する。
改善率送信部3017は、改善率演算部3016が算出したKPI改善率を変更実施装置210へ送信する。
図4は、第1の実施形態に係る変更実施装置及びブロックチェーンの機能構成を示す図である。
図4に示すように、変更実施装置210は、CPU211と、メモリ212と、ストレージ213と、接続インタフェース214と、出力部215と、入力部216とを備えている。
CPU211は、変更実施装置210の動作全体を司るプロセッサであって、予め用意されたプログラムに従って動作することで種々の機能を発揮する。
メモリ212は、DRAM等の、いわゆる主記憶装置であって、プログラムに従ってCPU211が動作するために必要な記憶領域である。
ストレージ213は、HDD、SSD等の、いわゆる補助記憶装置であって、変更実施装置210に必要な情報が予め記録されている。
接続インタフェース214は、広域通信ネットワーク等と接続するための接続インタフェースである。
出力部215は、ディスプレイモニタ、スピーカ等の出力機器であって、利用者(変更実施者I)に対し、種々の情報を視聴覚的に提示可能とする。
入力部216は、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力機器であって、利用者の操作を受け付ける。
CPU211は、予め用意されたプログラムに従って動作することで、受信部2111、送信部2112としての機能を発揮する。
受信部2111は、プラントネットワーク入口装置300から送信された各種情報(後述する変更要求情報、KPI改善率等)を受信する。
送信部2112は、ブロックチェーン20に対する新たな情報の登録の要求(トランザクション)を送信する。具体的には、送信部2112は、受信部2111が受信した情報(変更要求情報、KPI改善率等)をトランザクションに含め、ブロックチェーン20に向けて送信する。
本実施形態に係るブロックチェーン20は、ブロックの一つとして事前に登録されている、改ざん困難なプログラムの自動実行機能(スマートコントラクト)を有している。ブロックチェーン20は、このプログラムの実行により、登録部2001、課金額演算部2002としての機能を発揮する。
課金額演算部2002は、プラントネットワーク入口装置300から送信されたKPI改善率を含むトランザクションを受信し、これを新たなブロックとして登録した場合に、当該KPI改善率に応じて定まる課金額を算出する。算出された課金額は、上記の登録部2001によって更に登録される。
図5は、第1の実施形態に係る遠隔サービスシステムの処理シーケンスを示す図である。
また、図6~図9は、第1の実施形態に係る遠隔サービスシステムの処理で使用する各種データの例を示す図である。
以下、図5に示すシーケンス図、及び、図6~図9に示す各種データの例を参照しながら、遠隔サービスシステム1が行う処理全体の流れについて詳しく説明する。
ブロックチェーン20には、例えば、図6に示すような承認済み変更情報が登録される。図6に示すように、承認済み変更情報は、サービス事業者Sの提案に係る変更情報を個々に識別するための識別情報である変更要求IDと、当該サービス事業者Sの提案に係る制御パラメータ(制御パラメータA、B、C、・・・)ごとの変更値とを関連付けてなる。
例えば、図6に示す例によれば、“#S001”なる変更要求IDが付された変更情報は、制御パラメータAを“A01”なる変更値に変更すべきことが示されている。また、“#S002”なる変更要求IDが付された変更情報は、制御パラメータBを“B02”なる変更値に、制御パラメータCを“C02”なる変更値に、それぞれ変更すべきことが示されている。
ここで、後述するように、ブロックチェーン20は、変更要求装置100以外の端末装置(変更確認装置200、変更実施装置210)からでも変更情報を登録可能とされている。例えば、プラント管理者である変更内容確認者Cは、サービス事業者Sからの提案に寄らずとも、自ら作成した変更情報をブロックチェーン20に登録(かつ承認)することができる。
変更要求装置100の上記機能によれば、変更要求装置100を通じて登録された変更情報には必ず識別子“S”から始まる変更要求IDが付されるので、ブロックチェーン20に登録された複数の変更情報のうちいずれの変更情報が、サービス事業者Sからの提案に基づくものかを判別することができる。
プラント制御装置3200は、プラントネットワーク入口装置300から変更情報を受信すると、現在適用されている各制御パラメータを、受信した変更情報に示される制御パラメータに変更する処理を行う(ステップS105)。
ステップS105の処理により制御パラメータが変更されると、プラント制御装置3200は、その時点から、直ちに、変更後の制御パラメータに基づく制御指令を設備本体3201へ出力するようになる。そして、当該変更後の制御パラメータに応じた設備本体3201の稼働データが、稼働データ記録媒体3202に記録されていく。
変更実施装置210の送信部2112は、ステップS107-1で受信した変更完了情報及び署名を、トランザクションに入れてブロックチェーン20に送信する(ステップS107-2)。
ここで、「署名」とは、送信対象とする情報(変更完了情報)が正式な送信者(本実施形態ではプラントネットワーク入口装置300)から送信されたものであることを証明するための情報である。「署名」は、例えば、送信対象とする情報のハッシュ値を送信者固有の秘密鍵によって暗号化した情報であってよい。受信側であるブロックチェーン20は、予め取得された公開鍵(上記秘密鍵に対応するもの)で「署名」を復号することで、受信した変更完了情報が正式な送信者(プラントネットワーク入口装置300)から送信されたものであるか否かを識別することができる。
トランザクションに含まれる変更完了情報がプラントネットワーク入口装置300から送信されたものであるとの判定がなされると、登録部2001は、そのトランザクション(変更完了情報)を組み入れた新たなブロックを作成し、これを既存のブロックに接続して登録する(ステップS108)。
ブロックチェーン20には、例えば、図7に示すような変更完了情報が登録される。図7に示すように、変更完了情報は、変更完了した変更情報を示す変更要求IDと、当該変更情報に係る制御パラメータの変更が既に完了していることを示すステータス(“変更済み”なるステータス)と、当該変更情報に係る変更を適用した時刻である変更適用時刻と、を関連付けてなる。変更要求IDと、そのステータス及び変更適用時刻とを関連付けてなる変更完了情報がブロックチェーン20に登録されることで、サービス事業者S、変更内容確認者C及び変更実施者Iは、それぞれの端末装置を通じて、提案、承認及び実施した制御パラメータの変更が、プラント設備320に実際に反映されたこと、及び、その時刻を把握することができる。
図8において、時刻t0は、例えば、“#S001”なる変更情報がプラント設備320に反映された時刻である。また、時刻t0’(t0’<t0)から時刻t0までの期間Taは、“#S001”なる変更情報が反映される直前の所定期間である。この期間Taに取得された稼働データは「変更前稼働データ」である。また、時刻t0から時刻t1(t1>t0)までの期間Tbは、“#S001”なる変更情報が反映されたことに伴い、プラント設備320の稼働状態(出力)が過渡的に変化している期間である。また、時刻t1から時刻t2(t2>t1)までの期間Tcは、期間Tbにおける稼働状態の過渡的な変化が収まり、定常状態となった直後の所定期間である。この期間Tcに取得された稼働データは「変更後稼働データ」である。
具体的には、改善率演算部3016は、変更前稼働データに基づいて算出されるKPIである「変更前KPI」を算出し、また、変更後稼働データに基づいて算出されるKPIである「変更後KPI」を算出する。そして、改善率演算部3016は、変更前KPIに対する変更後KPIの比率をKPI改善率として算出する。
トランザクションに含まれるKPI改善率がプラントネットワーク入口装置300から送信されたものであると判定すると、登録部2001は、そのトランザクション(KPI改善率)を組み入れた新たなブロックを作成し、これを既存のブロックに接続して登録する(ステップS112)。
ブロックチェーン20には、例えば、図9に示すような課金情報が登録される。図9に示すように、課金情報は、変更要求IDと、KPI改善率と、課金額とを関連付けてなる。ここで、KPI改善率は、変更要求IDに特定される変更情報が反映された結果として得られたKPIの改善の度合いを示す値である。そして、課金額は、KPI改善率に応じて決定される、サービス事業者Sが変更内容確認者Cより支払われるべき対価の額である。
例えば、図9に示す例によれば、“#S001”なる変更情報がプラント設備320に反映された結果、“○%”のKPI改善率が得られたことを示している。したがって、“#S001”なる変更情報を提案したサービス事業者Sは、変更内容確認者Cから、“○%”のKPI改善率に応じた課金額“○○円”の対価の支払いを受けることができる。
以上のとおり、第1の実施形態に係る遠隔サービスシステム1のプラントネットワーク入口装置300によれば、稼働データ取得部3015が、プラント制御装置3200によって変更が適用された変更適用時刻を参照するとともに、当該変更適用時刻に基づいて、自動的に、稼働データ記録媒体3202から変更前稼働データ及び変更後稼働データを抽出する。そして、改善率演算部3016が、抽出された変更前稼働データ及び変更後稼働データに基づいて、制御パラメータの変更前後におけるプラント設備320の稼働状態の改善率(KPI改善率)を演算する。
これにより、変更内容確認者Cは、サービス事業者Sの提案に基づいて制御パラメータが変更された場合に、当該変更に基づくプラントの稼働状態の改善効果を容易に把握することができる。
このような構成によれば、ブロックチェーン20に予め登録された改ざん困難なプログラム(スマートコントラクト)に基づいて、プラントネットワーク入口装置300から送信されたKPI改善率に応じた課金額を算出し、新たなブロックとして登録する。また、上述の第1の実施形態によれば、ブロックチェーン20は、少なくとも、サービス事業者S及び変更内容確認者Cの各々が所有するノードを含んで構成される。
このようにすることで、サービス事業者Sによる不正請求(請求額の改ざん等)の可能性を低減することができ、その顧客である変更内容確認者Cの、対価の支払いについての理解を一層得やすくなる。
このようにすることで、サービス事業者Sによって提案された変更内容がプラント設備320に実際に反映されたことを示す情報(変更完了情報)が、改ざん困難なブロックチェーン20に登録されるので、サービス事業者Sによる不正請求の可能性を一層低減することができる。
次に、第2の実施形態に係る情報中継装置、及び、これを備える遠隔サービスシステムについて、図10~図11を参照しながら説明する。
図10は、第2の実施形態に係る変更実施装置及びブロックチェーンの機能構成を示す図である。
図10に示すように、第2の実施形態に係るブロックチェーン20は、予め登録されているプログラムの自動実行機能により、第1の実施形態で説明した機能に加え、更に、変更要求者特定部2003としての機能を発揮する。
変更要求者特定部2003は、図5のステップS111-1、S111-2でプラントネットワーク入口装置300から受信したKPI改善率に紐づく情報(変更要求ID)に基づいて、当該KPI改善率に対応する変更情報の、ブロックチェーン20への登録者の属性(サービス事業者S、変更内容確認者C、又は、変更実施者I)を特定する。
図11は、第2の実施形態に係る変更実施装置の処理フローを示す図である。
ブロックチェーン20は、予め登録されたプログラムに基づいて、図11に示す処理を実行する。
以上のとおり、第2の実施形態に係るブロックチェーン20の変更要求者特定部2003は、プラントネットワーク入口装置300から送信されたKPI改善率に紐づく情報(本実施形態では、変更要求ID)に基づいて、変更情報の登録者を特定する。
このようにすることで、新たなブロックとして登録したKPI改善率が、サービス事業者Sのサービスに基づいてもたらされたものか否かを判断することができるとともに、当該サービス事業者Sのサービスに基づいてもたらされた改善効果のみに基づいて対価の支払いを求めることができる。これにより、サービスに対する支払いの妥当性を高めることができる。
以上、第1、第2の実施形態に係るプラントネットワーク入口装置300及びこれを備える遠隔サービスシステム1について詳細に説明したが、プラントネットワーク入口装置300及び遠隔サービスシステム1の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、変更情報には、単に、サービス事業者S、変更内容確認者C又は変更実施者Iのいずれが変更情報の登録手続きを行ったかを特定可能な登録者情報が紐付けられていてもよい。
他の実施形態に係る遠隔サービスシステム1のブロックチェーン20は、例えば、複数の顧客(変更内容確認者C1、C2、・・)ごとに使用するブロックチェーン20を同一ネットワークで構成してもよい。この場合、同一ネットワークで構成されたブロックチェーン20内において、顧客同士で互いの情報を閲覧できないようにするのが好ましい。このようにすることで、ネットワークの管理コストを低減することができる。
例えば、他の実施形態に係る遠隔サービスシステム1のプラントネットワーク入口装置300は、プラント設備320の稼働データ記録媒体3202から変更前稼働データ及び変更後稼働データを抽出するとともに、この変更前稼働データ及び変更後稼働データそのものをブロックチェーン20に向けて送信する態様であってもよい。この場合、ブロックチェーン20は、プラントネットワーク入口装置300から変更前稼働データ及び変更後稼働データを受信するとともに、スマートコントラクトを用いて、当該受信した変更前稼働データ及び変更後稼働データに基づいてKPI改善率、及び、課金額を演算する。
20 ブロックチェーン
2001 登録部
2002 課金額演算部
2003 変更要求者特定部
100 変更要求装置(端末装置)
200 変更確認装置(端末装置)
210 変更実施装置(端末装置)
211 CPU
2111 受信部
2112 送信部
212 メモリ
213 ストレージ
214 接続インタフェース
215 出力部
216 入力部
300 プラントネットワーク入口装置(情報中継装置)
301 CPU
3011 変更情報受信部
3012 変更情報送信部
3013 変更完了情報受信部
3014 変更完了情報送信部
3015 稼働データ取得部
3016 改善率演算部
3017 改善率送信部
302 メモリ
303 ストレージ
304 接続インタフェース
310 ファイアウォール
320 プラント設備
3200 プラント制御装置
3201 設備本体
3202 稼働データ記録媒体
330 データダイオード
Claims (8)
- プラント設備と外部装置との間で情報を中継するように構成された情報中継装置であって、
前記プラント設備の制御パラメータを変更するための変更情報を前記外部装置から受信するように構成された変更情報受信部と、
前記変更情報を、前記プラント設備に送信するように構成された変更情報送信部と、
前記変更情報に基づく制御パラメータの変更がなされた時刻より前の稼働データである変更前稼働データと、前記変更がなされた時刻より後の稼働データである変更後稼働データとを取得するように構成された稼働データ取得部と、
前記変更前稼働データ及び前記変更後稼働データに基づいて、変更前後における稼働状態の改善率を演算するように構成された改善率演算部と、
前記改善率を前記外部装置へ送信するように構成された改善率送信部と、
を備える情報中継装置。 - 前記プラント設備から、制御パラメータの変更が完了したことを示す変更完了情報を受信するように構成された変更完了情報受信部と、
前記変更完了情報を前記外部装置へ送信するように構成された変更完了情報送信部と、
を更に備える請求項1に記載の情報中継装置。 - 前記改善率送信部は、
自装置の署名を付して前記改善率を送信するように構成されている
請求項1又は請求項2に記載の情報中継装置。 - 請求項1から請求項3の何れか一項に記載の情報中継装置と、
分散型台帳システムと、
前記外部装置であって、前記分散型台帳システムに対し新たな情報の登録の要求を送信するように構成された端末装置と、
を備える遠隔サービスシステム。 - 前記分散型台帳システムは、
前記端末装置から前記改善率の登録の要求を受信した場合に、当該改善率に応じて定まる課金額を算出するように構成された課金額演算部と、
前記課金額の算出結果を登録するように構成された登録部と、
を備える請求項4に記載の遠隔サービスシステム。 - 前記分散型台帳システムは、
前記端末装置から前記改善率の登録の要求を受信した場合に、当該改善率に紐づく情報に基づいて、前記変更情報の登録者を特定するように構成された変更要求者特定部を更に備え、
前記登録部は、
前記登録者の属性が所定の属性であった場合にのみ、前記課金額の算出結果を登録するように構成されている
請求項5に記載の遠隔サービスシステム。 - プラント設備と外部装置との間で情報を中継するように構成された情報中継装置を用いた情報中継方法であって、
前記情報中継装置の変更情報受信部が、前記プラント設備の制御パラメータを変更するための変更情報を前記外部装置から受信するステップと、
前記情報中継装置の変更情報送信部が、前記変更情報を、前記プラント設備に送信するステップと、
前記情報中継装置の稼働データ取得部が、前記変更情報に基づく制御パラメータの変更がなされた時刻より前の稼働データである変更前稼働データと、前記変更がなされた時刻より後の稼働データである変更後稼働データとを取得するステップと、
前記情報中継装置の改善率演算部が、前記変更前稼働データ及び前記変更後稼働データに基づいて、変更前後における稼働状態の改善率を算出するステップと、
前記情報中継装置の改善率送信部が、前記改善率を前記外部装置へ送信するステップと、
を有する情報中継方法。 - プラント設備と外部装置との間で情報を中継する情報中継装置のコンピュータに、
前記プラント設備の制御パラメータを変更するための変更情報を前記外部装置から受信するステップと、
前記変更情報を、前記プラント設備に送信するステップと、
前記変更情報に基づく制御パラメータの変更がなされた時刻より前の稼働データである変更前稼働データと、前記変更がなされた時刻より後の稼働データである変更後稼働データとを取得するステップと、
前記変更前稼働データ及び前記変更後稼働データに基づいて、変更前後における稼働状態の改善率を算出するステップと、
前記改善率を前記外部装置へ送信するステップと、
を実行させるプログラム。
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