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公開番号2024176685
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023095425
出願日2023-06-09
発明の名称異常診断装置、異常診断方法、及びプログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G05B 23/02 20060101AFI20241212BHJP(制御;調整)
要約【課題】監視対象において発生している異常の原因を示すセンサの組み合わせを、少ない労力及び短い時間で分析者が特定できるようにする。
【解決手段】異常を検出した際に、複数のセンサの中から選択する2つのセンサの組み合わせであって、SN比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第1の所定順位までのSN比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択する。選択した2つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第1指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第2指標として選定し、選定した第1指標と第2指標の組み合わせごとに、第1指標の尺度と、第2指標の尺度と、第1指標及び第2指標の尺度で特定される状態量の各々の位置とを表示画面に表示する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
監視対象に備えられる複数のセンサの各々が検出する状態量にマハラノビス・タグチ法を適用して異常検出を行い、前記センサの各々に対応するＳＮ比を算出する異常検出部と、
前記異常検出部が異常を検出した際に、複数の前記センサの中から選択する２つのセンサの組み合わせであって、前記ＳＮ比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第１の所定順位までのＳＮ比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択するセンサ選択部と、
前記センサ選択部が選択した前記２つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第１指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第２指標として選定し、選定した前記第１指標と前記第２指標の組み合わせごとに、前記第１指標の尺度と、前記第２指標の尺度と、前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置とを表示画面に表示する表示処理部と、
を備える異常診断装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記センサ選択部は、
選択した前記２つのセンサの組み合わせごとに、前記組み合わせに含まれる２つのセンサの状態量から二次元マハラノビス距離を算出し、前記二次元マハラノビス距離を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第２の所定順位までの前記二次元マハラノビス距離に対応する前記組み合わせの中から、改めて前記２つのセンサの組み合わせを選択する、
請求項１に記載の異常診断装置。
【請求項３】
前記所定の選択条件は、
前記一方のセンサ以外の全てのセンサであるという条件である、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項４】
前記所定の選択条件は、
前記一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる２以上の個数の任意のセンサであるという条件である、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項５】
前記所定の選択条件は、
前記一方のセンサ以外のセンサであって、前記一方のセンサの状態量と、前記一方のセンサ以外のセンサの状態量との相関の度合いが、予め定められる閾値との関係で、高い相関の度合いを示すセンサであるという条件である、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項６】
前記所定の選択条件は、
前記一方のセンサ以外のセンサであって、前記一方のセンサに対して予め定められるセンサであるという条件である、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項７】
前記表示処理部は、
前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置を表示する際に、前記状態量の種類ごとに、異なる形態で前記状態量の位置を表示する、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項８】
前記第１の所定順位は、最上位である、
請求項１または請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項９】
前記第２の所定順位は、最上位である、
請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項１０】
監視対象に備えられる複数のセンサの各々が検出する状態量にマハラノビス・タグチ法を適用して異常検出を行い、前記センサの各々に対応するＳＮ比を算出する異常検出ステップと、
前記異常検出ステップによって異常が検出された際に、複数の前記センサの中から選択する２つのセンサの組み合わせであって、前記ＳＮ比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第１の所定順位までのＳＮ比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択するセンサ選択ステップと、
前記センサ選択ステップによって選択された前記２つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第１指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第２指標として選定し、選定した前記第１指標と前記第２指標の組み合わせごとに、前記第１指標の尺度と、前記第２指標の尺度と、前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置とを表示画面に表示する表示処理ステップと、
を含む異常診断方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、異常診断装置、異常診断方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンなどのプラントの遠隔監視手法として、例えば、マハラノビス・タグチ法（以下、ＭＴ（Mahalanobis-Taguchi）法という）が利用されている。ＭＴ法では、監視対象であるプラントが正常状態で動作している際に、監視対象に設置された各種のセンサが検出する状態量を複数取得し、取得した複数の状態量を基準とする。その後、各種のセンサが検出する状態量を、時間の経過と共に順次取得し、取得した状態量を用いて信号空間を定める。信号空間が得られるごとに、信号空間と、基準とした状態量を用いて定めた単位空間との違いを、マハラノビス距離として算出する。算出したマハラノビス距離が、例えば、予め定められる閾値を超えた場合、監視対象に異常が発生したと判定する。
【０００３】
ＭＴ法では、更に、状態量ごと、すなわちセンサごとのマハラノビス距離への影響度を示す指標として、ＳＮ（Signal-to-Noise）比を算出する。このＳＮ比を用いることで、どのセンサが検出した状態量に異常があるか、言い換えると、センサの各々が検出対象としている監視対象の箇所において、どの箇所に異常があるかを特定することができる（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２３８１４８号公報
特開２０２１－１４０５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＮ比が最大のセンサが検出する状態量は、マハラノビス距離を大きくしている要因の１つである。しかしながら、監視対象において発生する異常は、様々な要因によって発生する。例えば、ＳＮ比が最大のセンサの検出対象の箇所に異常の原因が存在せず、異常の原因となっている箇所の状態の変化が、ＳＮ比が最大のセンサの検出対象の箇所の状態量を変化させているという場合もある。
【０００６】
このような場合、異常を分析する分析者は、複数のセンサの状態量の関係を参照しつつ、異常の原因を特定する分析作業を行う必要がある。ただし、監視対象に設置されるセンサの数は、非常に多いため、センサの組み合わせの数が膨大になる。そのため、異常の原因を特定する分析作業において、分析者が、どのセンサの組み合わせを参照すればよいのかを特定することに、多大な労力と時間を要してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、監視対象において発生している異常の原因を示すセンサの組み合わせを、少ない労力及び短い時間で分析者が特定できるようにする異常診断装置、異常診断方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示に係る異常診断装置は、監視対象に備えられる複数のセンサの各々が検出する状態量にマハラノビス・タグチ法を適用して異常検出を行い、前記センサの各々に対応するＳＮ比を算出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出した際に、複数の前記センサの中から選択する２つのセンサの組み合わせであって、前記ＳＮ比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第１の所定順位までのＳＮ比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択するセンサ選択部と、前記センサ選択部が選択した前記２つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第１指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第２指標として選定し、選定した前記第１指標と前記第２指標の組み合わせごとに、前記第１指標の尺度と、前記第２指標の尺度と、前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置とを表示画面に表示する表示処理部と、を備える。
【０００９】
本開示に係る異常診断方法は、監視対象に備えられる複数のセンサの各々が検出する状態量にマハラノビス・タグチ法を適用して異常検出を行い、前記センサの各々に対応するＳＮ比を算出する異常検出ステップと、前記異常検出ステップによって異常が検出された際に、複数の前記センサの中から選択する２つのセンサの組み合わせであって、前記ＳＮ比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第１の所定順位までのＳＮ比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択するセンサ選択ステップと、前記センサ選択ステップによって選択された前記２つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第１指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第２指標として選定し、選定した前記第１指標と前記第２指標の組み合わせごとに、前記第１指標の尺度と、前記第２指標の尺度と、前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置とを表示画面に表示する表示処理ステップと、を含む。
【００１０】
本開示に係るプログラムは、コンピュータを、監視対象に備えられる複数のセンサの各々が検出する状態量にマハラノビス・タグチ法を適用して異常検出を行い、前記センサの各々に対応するＳＮ比を算出する異常検出手段、前記異常検出手段が異常を検出した際に、複数の前記センサの中から選択する２つのセンサの組み合わせであって、前記ＳＮ比を大きい順に並べた場合に、最上位から数えて予め定められる第１の所定順位までのＳＮ比に対応するセンサが一方のセンサとして含まれ、当該一方のセンサ以外のセンサであって予め定められる所定の選択条件を満たすセンサが他方のセンサとして含まれる組み合わせを選択するセンサ選択手段、前記センサ選択手段が選択した前記２つのセンサの組み合わせの各々に含まれる一方のセンサの状態量を表す指標を第１指標とし、他方のセンサの状態量を表す指標を第２指標として選定し、選定した前記第１指標と前記第２指標の組み合わせごとに、前記第１指標の尺度と、前記第２指標の尺度と、前記第１指標及び前記第２指標の尺度で特定される前記状態量の各々の位置とを表示画面に表示する表示処理手段、として機能させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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