JP7179663B2 - プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム - Google Patents
プラント監視装置、プラント監視方法、及びプログラム Download PDFInfo
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Description
本発明の第1の態様によれば、複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置は、前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部と、複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出部と、前記第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部と、前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部と、前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を、前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出部と、前記第2マハラノビス距離に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する特定部と、を備える。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常について、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作、又は減少させる操作の何れを行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを特定することができる。これにより、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和させるための操作を適切に判断することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値として推定された検出値を取得された値よりも増加させることによってマハラノビス距離が増加した場合は、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきではなく、マハラノビス距離が減少した場合は原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきであることを精度よく特定することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うことにより、プラントの異常を緩和させることが可能であるか否かを精度よく特定することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和さるための操作として、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作と、減少させる操作とのうち何れが適切であるかを精度よく特定することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの異常を緩和さるための操作として、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作と、減少させる操作とのうち何れが適切であるかを精度よく特定することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、原因検出値の評価項目に応じた適切な増減量を原因検出値に適用することができる。
このようにすることで、プラント監視装置は、プラントの監視を行う作業者に対し、どの評価項目の検出値が異常であると推定されるかを認識させることができるのみならず、どのような操作を行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを認識させることができる。これにより、作業者は、異常情報を参照することにより、プラントの異常を解消するために実施すべき操作を容易に把握することができる。
本実施形態に係るプラント監視装置20は、図1に示すように、複数の評価項目があるプラント1の運転状態を監視するための装置である。プラント監視装置20は、プラント1の各部に設けられた検出器から評価項目ごとの状態量を示す検出値を取得する。そして、プラント監視装置20は、マハラノビス・タグチ法(以下、MT法とする)を利用し、取得した検出値に基づいてプラント1の運転状態が正常であるか異常であるかを判定する。
図2は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の機能構成を示す図である。
プラント監視装置20は、図2に示すように、CPU21と、入出力インタフェース22と、表示部23と、操作受付部24と、記憶部25と、を備えている。
図3は、マハラノビス距離の概念を示す概念図である。
図4は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置の処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図3~図4を参照しながら本実施形態に係るプラント監視装置20の処理の一例について説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る異常情報の一例を示す図である。
異常情報T1には、図5に示すように、例えば原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、原因検出値の値の高低を示す情報と、原因検出値として推定された検出値のSN比の差と、が含まれる。評価項目を特定可能な情報は、例えば原因検出値を検出した検出器の名称である。原因検出値の値の高低は、例えば特定部216により「原因検出値として推定された検出値の値が、他の検出値との関係から高い傾向にある」と特定された場合は「+」、「原因検出値として推定された検出値の値が、他の検出値との関係から低い傾向にある」と特定された場合は「-」で表される。また、特定部216がプラント1の故障個所、異常の発生原因等を特定した場合、異常情報T1には「推定される異常原因」及び「故障可能性」を示す情報が含まれていてもよい。
図6は、本発明の一実施形態に係るプラント監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図6を参照して、本実施形態に係るプラント監視装置20のハードウェア構成について説明する。
以上のように、本実施形態に係るプラント監視装置20は、複数の評価項目があるプラント1の運転状態を監視するプラント監視装置20であって、プラント1から複数の評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部211と、複数の検出値の束により構成される単位空間を基準とした、検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出部212と、第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、プラント1の運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部213と、プラント1の運転状態が異常であると判定された場合、検出値の束のうちプラント1の異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部214と、検出値の束のうち原因検出値として推定された検出値の値を検出値取得部211により取得された当該検出値の値よりも増加させて、当該検出値の束の第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出部215と、第2マハラノビス距離に基づいて、原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか否かを特定する特定部216と、を備える。
上述のように、例えば原因検出値の値が平均値よりも高い場合であっても、単にこの原因検出値の値を平均値まで下げる操作を行えば異常が解消されるとは限らず、原因検出値の値と他の検出値の値との関係から、原因検出値の値を上げる操作を行うことにより異常が解消されるケースがある。このため、原因検出値の値を見ただけでは、この原因検出値の値を増加させる操作を行うべきであるか否かを判断することは困難であった。しかしながら、本実施形態に係るプラント監視装置20は、上述の構成を有していることにより、プラント1の異常について、原因検出値の値と他の検出値の値との関係から見て、この原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うことによりプラント1の異常を緩和させることができるか否かを特定することができる。これにより、プラント監視装置20は、プラント1の異常を緩和させるための操作を適切に判断することができる。
このようにすることで、プラント監視装置20は、原因検出値として推定された検出値を取得された値よりも増加させることによってマハラノビス距離が増加したか否かに基づいて、原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきではなく、マハラノビス距離が減少した場合は原因検出値として推定された検出値の値を増加させる操作を行うべきであることを精度よく特定することができる。
このようにすることで、プラント監視装置20は、原因検出値の評価項目に応じた適切な増減量を原因検出値に適用することができる。これにより、プラント監視装置20は、プラント1の異常原因を特定する精度を更に向上させることができる。
このようにすることで、プラント監視装置20は、プラント1の監視を行う作業者に対し、どの評価項目の検出値が異常であると推定されるかを認識させることができるのみならず、どのような操作を行うことによりプラントの異常を緩和させることができるかを認識させることができる。これにより、作業者は、異常情報を参照することにより、プラント1の異常を解消するために実施すべき操作を容易に把握することができる。
例えば、上述の実施形態において、第2マハラノビス距離算出部215が、原因検出値を所定量増加させて第2マハラノビス距離を算出する態様について説明したが、これに限られることはない。例えば、変形例1では、第2マハラノビス距離算出部215は、図4のステップS7において、原因検出値の値を所定量減少させて第2マハラノビス距離を算出してもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の実施形態と同様に、原因検出値と同じ評価項目に関連付けられた複数の検出値の標準偏差の10000分の1乃至10分の5に設定される。また、当該所定量は、より好ましくはこの標準偏差の1000分の1乃至10分の1に設定され、最も好ましくはこの標準偏差の100分の1乃至10分の1に設定される。
また、変形例2では、第2マハラノビス距離算出部215は、図4のステップS7において、原因検出値を所定量増加させて算出した第2マハラノビス距離Aと、原因検出値を所定量減少させて算出した第2マハラノビス距離Bと、の二つの第2マハラノビス距離を求めてもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の実施形態および変形例1と同様であってもよいし、異なる値を任意に設定しても良い。
また、変形例3では、変形例2と同様に、第2マハラノビス距離算出部215は、図4のステップS7において、原因検出値を所定量増加させて算出した第2マハラノビス距離Aと、原因検出値を所定量減少させて算出した第2マハラノビス距離Bと、の二つの第2マハラノビス距離を求めてもよい。なお、本変形例における所定量は、上述の変形例2と同様、任意に設定しても良い。
10 ガスタービン
11 ガスタービン発電機
12 排熱回収ボイラ
13 蒸気タービン
14 蒸気タービン発電機
20 プラント監視装置
21 CPU
22 入出力インタフェース
23 表示部
24 操作受付部
25 記憶部
40 制御装置
211 検出値取得部
212 第1マハラノビス距離算出部
213 プラント状態判定部
214 原因検出値推定部
215 第2マハラノビス距離算出部
216 特定部
217 出力部
Claims (10)
- 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置であって、
前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部と、
複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出部と、
前記第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部と、
前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部と、
前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出部と、
前記第1マハラノビス距離と前記第2マハラノビス距離との比較に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する特定部と、
を備えるプラント監視装置。 - 前記第2マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて前記第2マハラノビス距離を算出し、
前記特定部は、
前記第1マハラノビス距離よりも前記第2マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、
前記第1マハラノビス距離よりも前記第2マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
請求項1に記載のプラント監視装置。 - 前記第2マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて前記第2マハラノビス距離を算出し、
前記特定部は、
前記第1マハラノビス距離よりも前記第2マハラノビス距離が増加した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができないと特定し、
前記第1マハラノビス距離よりも前記第2マハラノビス距離が減少した場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
請求項1に記載のプラント監視装置。 - 前記第2マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離を求め、
前記特定部は、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する
請求項1に記載のプラント監視装置。 - 前記第2マハラノビス距離算出部は、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離を求め、
前記特定部は、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離との両方が、前記第1マハラノビス距離より増加した場合であって、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離と前記第1マハラノビス距離との差である第1増加量が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離と前記第1マハラノビス距離との差である第2増加量より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、
前記第1増加量が、前記第2増加量より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する、
請求項1に記載のプラント監視装置。 - 前記第2マハラノビス距離算出部は、前記単位空間を構成する複数の前記検出値の束に含まれる検出値のうち、前記原因検出値の評価項目と関連付けられた複数の検出値の標準偏差の10000分の1乃至10分の5の値を、前記所定量として設定する、
請求項2から5の何れか一項に記載のプラント監視装置。 - 前記原因検出値として推定された検出値の評価項目を特定可能な情報と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定した情報と、を含む異常情報を表示する表示部を更に備える、
請求項1から6の何れか一項に記載のプラント監視装置。 - 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視方法であって、
前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出ステップと、
前記第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、
前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、
前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出ステップと、
前記第1マハラノビス距離と前記第2マハラノビス距離との比較に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、
を有するプラント監視方法。 - 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータに、
前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得ステップと、
複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出ステップと、
前記第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定ステップと、
前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定ステップと、
前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加又は減少させて、当該検出値の束の第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出ステップと、
前記第1マハラノビス距離と前記第2マハラノビス距離との比較に基づいて、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得ステップにおいて取得された当該検出値の値よりも増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるか、又は減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができるかを特定する異常原因特定ステップと、
を実行させるプログラム。 - 複数の評価項目があるプラントの運転状態を監視するプラント監視装置であって、
前記プラントから複数の前記評価項目ごとの検出値の集まりである検出値の束を取得する検出値取得部と、
複数の前記検出値の束により構成される単位空間を基準とした、前記検出値の束の第1マハラノビス距離を算出する第1マハラノビス距離算出部と、
前記第1マハラノビス距離が予め定められた閾値以内であるか否かに応じて、前記プラントの運転状態が正常であるか異常であるかを判定するプラント状態判定部と、
前記プラントの運転状態が異常であると判定された場合、前記検出値の束のうち前記プラントの異常の原因となる検出値である原因検出値を推定する原因検出値推定部と、
前記検出値の束のうち前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した第2マハラノビス距離、および、所定量減少させて算出した第2マハラノビス距離を算出する第2マハラノビス距離算出部と、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離と、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離との両方が、前記第1マハラノビス距離より増加した場合であって、
前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させて算出した前記第2マハラノビス距離と前記第1マハラノビス距離との差である第1増加量が、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させて算出した前記第2マハラノビス距離と前記第1マハラノビス距離との差である第2増加量より大きい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量減少させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定し、
前記第1増加量が、前記第2増加量より小さい場合、前記原因検出値として推定された検出値の値を前記検出値取得部により取得された当該検出値の値よりも所定量増加させることにより前記プラントの異常を緩和させることができると特定する特定部と、
を備えるプラント監視装置。
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