JP6288008B2 - 機器システム、情報処理装置、端末装置、および異常判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラントの作業員の作業を支援する機器システム、情報処理装置、端末装置、および異常判別方法に関する。

従来から、プラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）においては、複数のフィールド機器（測定器、操作器、表示器、報知器、その他の機器）と、これらの制御を行う制御装置とがネットワークを介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されており、高度な自動操業が実現されている。このような分散制御システムでは、プロセス制御に必要となるプロセスデータが制御装置とフィールド機器との間で相互にやりとりされている。

また、近年においては、プラントの効率を最大限に高めるべく、上記の分散制御システムとともに、プラント資産管理（ＰＡＭ：Plant Asset Management）システムが構築されることが多くなっている。このプラント資産管理システムは、プラントを構成する機器や装置等の保全を行い、設備を長期に亘って適切な状態で維持管理するシステムである。例えば、非特許文献１には、プラント資産管理システムの一例であるＰＲＭ（Plant Resource Manager）が開示されている。

また、プラントにおいて異常が発生した場合、プラントの作業員は、端末装置を用いてフィールド機器のパラメータ設定／調整／状態確認を行う。例えば、非特許文献２には、プラントの作業員によって使用される端末装置と、端末装置にインストールされるフィールド機器管理ツールが開示されている。

松本浩平，他１名，「統合機器管理ソフトウエアパッケージＰＲＭ Ｒ３．０」，横河技報，Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．２，２００７，Ｐ．４１〜４４ 廣岡勲，他３名，「新時代のフィールド機器管理ツールＦｉｅｌｄＭａｔｅ」，横河技報，Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．２，２００７，Ｐ．４５〜４８

プラントの作業員がフィールド機器の点検を行う際、プラントの作業員は五感を働かせてフィールド機器に異常が発生しているかどうかを判断する。例えば、プラントの作業員は、異常な動作音を聴覚で感知したり、配管の液漏れを視覚や嗅覚で感知したりして、フィールド機器に異常が発生しているかどうかを判断する。しかしながら、知識や経験の乏しい作業員の場合には、フィールド機器に発生している異常に気が付かない可能性があった。

そこで、本発明は、知識や経験の乏しいプラントの作業員であっても、機器に異常が発生しているかどうかを精度よく判別することができる機器システム、情報処理装置、端末装置、および異常判別方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の機器システムは、作業員によって使用される端末装置と、前記端末装置とネットワークを介して接続された情報処理装置とを備える機器システムであって、前記端末装置は、プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサから検出結果を収集する収集部と、前記収集部によって収集された前記検出結果を前記情報処理装置へ送信する通信部と、を有し、前記情報処理装置は、前記センサの過去の検出結果と前記機器の異常の有無とが関連付けられた教師データを記憶する記憶部と、前記通信部から送信された前記検出結果と、前記記憶部に記憶された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する解析部と、を有する。

本発明の請求項２に記載の機器システムは、請求項１において、前記情報処理装置が、前記解析部によって判別された前記機器の異常の有無を示すデータを前記端末装置に通知する通知部を更に有する。

本発明の請求項３に記載の機器システムは、請求項２において、前記端末装置が、前記通知部により通知された前記データに基づき、前記機器の異常の有無を表示する表示部を更に有する。

本発明の請求項４に記載の機器システムは、請求項３において、前記センサが、複数のセンサ部を備え、前記通信部が、前記機器によって得られたプロセスデータを受信し、前記表示部が、前記複数のセンサと前記プロセスデータのうちの少なくとも１つのチェック項目をプラントの作業員に選択させるためのチェック項目選択部を表示するとともに、前記機器の異常の有無の判断結果を前記プラントの作業員に選択させるための判断結果選択部とを表示する。

本発明の請求項５に記載の機器システムは、請求項４において、前記通信部が、前記チェック項目選択部を用いて選択されたチェック項目に関する前記センサの検出結果と、前記判断結果選択部を用いて選択された前記判断結果を前記情報処理装置に送信し、前記記憶部が、前記通信部によって送信された前記検出結果と前記判断結果とを関連付けて、前記教師データとして記憶する。

本発明の請求項６に記載の機器システムは、請求項３乃至５のいずれか一項において、前記表示部が、前記解析部に対して前記機器の異常の有無の判別を指示するための解析指示選択部を表示し、前記通信部が、前記解析指示選択部が選択されたことに応じて、前記センサの検出結果と解析指示とを前記情報処理装置に送信し、前記解析部が、前記通信部によって送信された前記解析指示に応じて、前記記憶部に記憶された前記教師データに基づいて前記機器の正常と異常の間の境界線を算出し、算出した前記境界線と前記通信部によって送信された前記検出結果に基づいて前記機器の異常の有無を判別する。

本発明の請求項７に記載の機器システムは、請求項１乃至６のいずれか一項において、前記解析部は、前記記憶部に記憶された前記教師データが所定数未満の場合は、前記機器の異常の有無を判別しない。

本発明の請求項８に記載の情報処理装置は、プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサの検出結果を収集する収集部と、前記センサの過去の検出結果と前記機器の異常の有無とが関連付けられた教師データを記憶する記憶部と、前記収集部によって収集された前記検出結果と、前記記憶部に記憶された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する解析部と、を有する。

本発明の請求項９に記載の端末装置は、プラントに設置された機器の周囲の状態を検出する複数のセンサから検出結果を収集する収集部と、前記機器によって得られたプロセスデータを受信する通信部と、前記複数のセンサと前記プロセスデータのうちの少なくとも１つのチェック項目をプラントの作業員に選択させるためのチェック項目選択部を表示するとともに、前記機器の異常の有無の判断結果を前記プラントの作業員に選択させるための判断結果選択部とを表示する表示部と、を有する。

本発明の請求項１０に記載の端末装置は、請求項９において、前記通信部が、前記チェック項目選択部を用いて選択されたチェック項目に関する前記センサの検出結果と、前記判断結果選択部を用いて選択された前記判断結果を情報処理装置に送信する。

本発明の請求項１１に記載の異常判別方法は、プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサから、検出結果を収集する収集工程と、前記センサの過去の検出結果と前記機器の異常の有無とが関連付けられた教師データを記憶部から読み出す読出工程と、前記収集工程において収集された前記検出結果と、前記読出工程において読み出された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する判別工程と、を有する。

本発明の機器システム、情報処理装置、端末装置、および異常判別方法によれば、知識や経験の乏しいプラントの作業員であっても、機器に異常が発生しているかどうかを精度よく判別することができる。

機器システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。 端末装置の要部構成とセンサの要部構成の一例を示すブロック図である。 機器管理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 制御装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 端末装置の表示部に表示された入力画面の一例を示す図である。 センサの検出値の分布と、正常／異常の判断結果の一例を示す図である。 端末装置の表示部に表示された解析結果表示画面の一例を示す図である。 端末装置によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 情報処理装置によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。

以下、機器システム、情報処理装置、端末装置、および異常判別方法を、図面を参照して説明する。

図１は、機器システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。図１に示されるように、機器システム１は、端末装置１０と、無線アクセスポイント２０と、機器管理装置３０と、制御装置４０と、フィールド機器５０および６０と、情報処理装置７０と、センサ８０とを備える。

端末装置１０と無線アクセスポイント２０とは、無線ネットワークＮ１を介して接続される。また、無線アクセスポイント２０および機器管理装置３０は、イントラネットＮ２に接続されている。無線ネットワークＮ１は、無線アクセスポイント２０によってプラントの現場に設置される無線のネットワークである。この無線ネットワークＮ１は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、３Ｇ／ＬＴＥ（登録商標）、ＩＳＡ１００．１１ａ、およびＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信が可能な無線ネットワークである。イントラネットＮ２は、例えばプラントの監視室内に敷設されたイーサネット（登録商標）等のネットワークである。

ここで、プラントとしては、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。

また、フィールド機器５０および６０は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントの現場に設置される機器である。フィールド機器５０および６０は、制御装置４０によって制御される機器である。制御装置４０とフィールド機器５０および６０は、フィールドネットワークＮ３を介して接続されている。

図１においては、一例として、フィールド機器５０を流量計、フィールド機器６０をバルブ機器として示している。制御装置４０は、流量計５０によって測定されたパイプ内を流れる流体の流量に基づき、バルブ機器６０の開閉動作を制御する。なお、フィールド機器５０および６０は、パイプやバルブ機器の振動をモニターする振動センサ、アクチュエータ機器から発する音をモニターする騒音センサであってもよい。

情報処理装置７０はクラウドＣＬに設けられたクラウドサーバである。情報処理装置７０は、イントラネットＮ２、無線アクセスポイント２０、および無線ネットワークＮ１を介して端末装置１０と通信する。情報処理装置７０は、端末装置１０からデータを収集して蓄積する機能や、端末装置１０から収集したデータを解析する機能を有する。

センサ８０は、プラントに設置されたフィールド機器の周囲の状態を検出する。プラントの作業員Ｗがフィールド機器の点検を行う際、プラントの作業員Ｗは、端末装置１０とセンサ８０とを点検対象のフィールド機器の地点まで持ち運ぶ。端末装置１０とセンサ８０とは、近距離無線ネットワークＮ４を介して接続される。近距離無線ネットワークＮ４は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信が可能な無線ネットワークである。

プラントで異常が発生した場合、プラントの作業員Ｗは異常原因を調査する。端末装置１０は、調査対象のフィールド機器の点検リストを表示する装置であり、プラントの作業員Ｗによって使用される。端末装置１０は、例えばタブレット型のコンピュータ、ノート型のコンピュータ、およびスマートフォンである。しかし、点検リストの表示を行うために必要な機能を備えている端末装置であれば、任意の形態の端末装置を用いることができる。

図２は、端末装置の要部構成とセンサの要部構成の一例を示すブロック図である。図２に示されるように、センサ８０は、複数のセンサ部（視覚センサ８１、聴覚センサ８２、臭覚センサ８３、および触覚センサ８４）と、送信部８５とを備える。視覚センサ８１は、例えば、フィールド機器の画像を撮影するためのカメラである。聴覚センサは、例えば、フィールド機器の周囲の音を検出するためのマイクである。臭覚センサは、例えば、フィールド機器の周囲の臭気を検出するためのセンサである。触覚センサは、例えば、外部から受ける圧力を検知するためのセンサである。送信部８５は、視覚センサ８１、聴覚センサ８２、臭覚センサ８３、および触覚センサ８４の検出結果を、近距離無線ネットワークＮ４を介して端末装置１０に送信する。

図２に示されるように、端末装置１０は、入力部１１と、表示部１２と、収集部１３と、通信部１４とを備える。入力部１１は、例えば、プラントの作業員Ｗからの入力を受け付けるタッチパッドである。プラントの作業員Ｗは、フィールド機器の点検を行う場合、入力部１１を用いて点検リストの表示を指示する。また、詳細は後述するが、プラントの作業員Ｗは、点検時のチェック項目や異常の有無の判断結果を、入力部１１を用いて入力する。

表示部１２は、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等である。表示部１２は、フィールド機器の点検リスト、点検結果の入力画面、および異常の有無の解析結果等を表示する。収集部１３は、センサ８０の検出結果を、近距離無線ネットワークＮ４を介してセンサ８０から収集する。

通信部１４は、無線アクセスポイント２０へ情報を送信する機能と、無線アクセスポイント２０から情報を受信する機能とを備える。通信部１４は、収集部１３によって収集されたセンサ８０の検出結果を、情報処理装置７０へ送信する。

図３は、機器管理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。図３に示されるように、機器管理装置３０は、入力部３１と、表示部３２と、読出／書込部３３と、通信部３４と、記憶部３５とを備える。入力部３１は、例えばキーボードやマウス等の入力装置である。表示部３２は、例えば液晶表示装置等のディスプレイである。

読出／書込部３３は、記憶部３５へ情報を書き込むとともに、記憶部３５から情報を読み出す。通信部３４は、イントラネットＮ２へ情報を送信する機能と、イントラネットＮ２から情報を受信する機能とを備える。記憶部３５は、プラントに設置される複数のフィールド機器のデータを示すフィールド機器データを記憶している。フィールド機器データには、フィールド機器の種類、型番、および設置場所等のデータが含まれる。

図４は、制御装置の要部構成の一例を示すブロック図である。図４に示されるように、制御装置４０は、通信部４１と、読出／書込部４２と、収集部４３と、記憶部４４とを備える。収集部４３は、フィールドネットワークＮ３を介してフィールド機器５０および６０からプロセスデータ４５を収集する。プロセスデータ４５は、フィールド機器によって得られたデータ（例えば、圧力、温度、流量等の測定データ）である。読出／書込部４２は、収集部４３によって収集されたプロセスデータ４５を記憶部４４に書き込む。記憶部４４は、複数のフィールド機器のそれぞれのプロセスデータを記憶している。通信部４１は、イントラネットＮ２を介してプロセスデータ４５を情報処理装置７０に送信する。

図５は、情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。図５に示されるように、情報処理装置７０は、入力部７１と、表示部７２と、収集部７３と、読出／書込部７４と、解析部７５と、通知部７６と、記憶部７７とを備える。入力部７１は、例えばキーボードやマウス等の入力装置である。表示部７２は、例えば液晶表示装置等のディスプレイである。

収集部７３は、機器管理装置３０からフィールド機器データを収集するとともに、制御装置４０からプロセスデータを収集する。読出／書込部７４は、収集部７３によって収集されたフィールド機器データ３６およびプロセスデータ４５を記憶部７７に書き込む。解析部７５は、詳細は後述するが、センサ８０の検出結果を解析してフィールド機器の異常の有無を判別する。通知部７６は、解析部７５の解析結果を端末装置１０に通知する。

記憶部７７は、点検作業情報７７ａと、引継ぎ情報７７ｂと、危険情報７７ｃと、対象機器データ７７ｄと、関連機器データ７７ｅと、対象機器のプロセスデータ７７ｆと、関連機器のプロセスデータ７７ｇと、過去の点検結果データ（教師データ）７７ｈとを記憶する。

点検作業情報７７ａは、点検リスト、点検スケジュール、および作業手順等の情報である。引継ぎ情報７７ｂは、プラントの作業員Ｗから他の作業員へ作業を引き継ぐ際に、プラントの作業員Ｗによって入力される情報である。危険情報７７ｃは、プラントにおける、プラントの作業員Ｗが立ち入りできない危険なエリアを示す情報である。対象機器データ７７ｄは、点検対象のフィールド機器（対象機器）のフィールド機器データ（種類および型番等）を示すデータである。関連機器データ７７ｅは、対象機器に関連するフィールド機器（関連機器）のフィールド機器データ（種類および型番等）を示すデータである。

例えば、関連機器は、対象機器から所定距離以内に設置されたフィールド機器、対象機器とプロセス上の関連性のあるフィールド機器（例えば、対象機器と同じ配管に設置されているフィールド機器）、および対象機器と制御上の関連性のあるフィールド機器（例えば、流量計とバルブのように制御ループを構成して関連性のあるフィールド機器）である。対象機器において異常が発生した場合であっても、異常の根本的な原因は関連機器にある可能性があるため、プラントの作業員Ｗは対象機器のみならず関連機器についても点検する。

プロセスデータ７７ｆは、制御装置４０から収集された対象機器に対応するプロセスデータである。プロセスデータ７７ｇは、制御装置４０から収集された関連機器に対応するプロセスデータである。教師データ７７ｈは、センサ８０の過去の検出結果と、フィールド機器の異常の有無と、フィールド機器データ（フィールド機器の種類および型番等）とが関連付けられたデータである。

次に、フィールド機器の点検作業について説明する。情報処理装置７０の読出／書込部７４は、点検作業情報７７ａを記憶部７７から読み出す。点検作業情報７７ａには、点検作業が行われるフィールド機器のリストを示す点検リストが含まれる。点検リストには、点検対象である対象機器を特定するデータや、対象機器に関連する関連機器を特定するデータが含まれる。

情報処理装置７０の通知部７６は、対象機器を特定するデータを機器管理装置３０に通知する。機器管理装置３０の読出／書込部３３は、対象機器を特定するデータに基づき、記憶部３５から対象機器のフィールド機器データ３６を読み出す。機器管理装置３０の通信部３４は、対象機器のフィールド機器データ３６を情報処理装置７０に送信する。

情報処理装置７０の収集部７３は、機器管理装置３０の通信部３４によって送信された対象機器のフィールド機器データ３６を収集する。情報処理装置７０の読出／書込部７４は、収集部７３によって収集された対象機器のフィールド機器データ３６を、対象機器データ７７ｄとして記憶部７７に記憶する。

また、情報処理装置７０の通知部７６は、対象機器を特定するデータを制御装置４０に通知する。制御装置４０の読出／書込部４２は、記憶部４４から対象機器のプロセスデータ４５を読み出す。制御装置４０の通信部４１は、対象機器のプロセスデータ４５を情報処理装置７０に送信する。

情報処理装置７０の収集部７３は、制御装置４０の通信部４１によって送信された対象機器のプロセスデータ４５を収集する。情報処理装置７０の読出／書込部７４は、収集部７３によって収集された対象機器のプロセスデータ４５を、対象機器のプロセスデータ７７ｆとして記憶部７７に記憶する。

一方、情報処理装置７０の通知部７６は、関連機器を特定するデータを機器管理装置３０に通知する。機器管理装置３０の読出／書込部３３は、関連機器を特定するデータに基づき、記憶部３５から関連機器のフィールド機器データ３６を読み出す。機器管理装置３０の通信部３４は、関連機器のフィールド機器データ３６を情報処理装置７０に送信する。

情報処理装置７０の収集部７３は、機器管理装置３０の通信部３４によって送信された関連機器のフィールド機器データ３６を収集する。情報処理装置７０の読出／書込部７４は、収集部７３によって収集された関連機器のフィールド機器データ３６を、関連機器データ７７ｅとして記憶部７７に記憶する。

また、情報処理装置７０の通知部７６は、関連機器を特定するデータを制御装置４０に通知する。制御装置４０の読出／書込部４２は、記憶部４４から関連機器のプロセスデータ４５を読み出す。制御装置４０の通信部４１は、関連機器のプロセスデータ４５を情報処理装置７０に送信する。

情報処理装置７０の収集部７３は、制御装置４０の通信部４１によって送信された関連機器のプロセスデータ４５を収集する。情報処理装置７０の読出／書込部７４は、収集部７３によって収集された関連機器のプロセスデータ４５を、関連機器のプロセスデータ７７ｇとして記憶部７７に記憶する。

情報処理装置７０の通知部７６は、記憶部７７に記憶された点検作業情報７７ａ、引継ぎ情報７７ｂ、および危険情報７７ｃを端末装置１０に送信する。これらの情報は、端末装置１０の通信部１４によって受信される。端末装置１０の表示部１２は、通信部１４によって受信された点検作業情報７７ａ、引継ぎ情報７７ｂ、および危険情報７７ｃを表示する。

プラントの作業員Ｗは、危険情報７７ｃを参照し、点検対象のフィールド機器が危険なエリア内にないことを確認した上で点検作業を開始する。プラントの作業員Ｗは、点検作業情報７７ａを確認することで、対象機器と関連機器、点検スケジュール、および作業手順を把握する。また、プラントの作業員Ｗは、引継ぎ情報７７ｂを参照して点検作業に役立てる。

情報処理装置７０の通知部７６は、記憶部７７に記憶された対象機器のプロセスデータ７７ｆおよび関連機器のプロセスデータ７７ｇを端末装置１０に送信する。これらの情報は、端末装置１０の通信部１４によって受信される。端末装置１０の表示部１２は、通信部１４によって受信された対象機器のプロセスデータ７７ｆおよび関連機器のプロセスデータ７７ｇを表示する。

プラントの作業員Ｗは、五感を働かせるとともに、表示部１２に表示されたプロセスデータを参照することによって、フィールド機器に異常が発生しているかどうかを判断する。このとき、センサ８０内の視覚センサ８１、聴覚センサ８２、臭覚センサ８３、および触覚センサ８４は、フィールド機器の周囲の状態を検出する。

図６は、端末装置の表示部に表示された入力画面の一例を示す図である。図６に示されるように、端末装置１０の表示部１２には、チェック項目選択キー（視覚センサ選択キー１２ａ、聴覚センサ選択キー１２ｂ、臭覚センサ選択キー１２ｃ、触覚センサ選択キー１２ｄ、およびプロセスデータ選択キー１２ｅ）と、判断結果選択キー（ＯＫ選択キー１２ｆ、ＮＧ選択キー１２ｇ、および解析指示選択キー１２ｈ）が表示されている。プラントの作業員Ｗは、チェック項目選択キー１２ａ〜１２ｅの中の少なくとも１つを選択するとともに、判断結果選択キー１２ｆ〜１２ｈの中の１つを選択する。

例えば、プラントの作業員Ｗは、フィールド機器から異音と臭気を感じた場合、聴覚センサ選択キー１２ｂおよび臭覚センサ選択キー１２ｃを選択する。また、プラントの作業員Ｗは、フィールド機器に異常が発生していないと判断した場合はＯＫ選択キー１２ｆを選択する。ＯＫ選択キー１２ｆが選択された場合、端末装置１０の通信部１４は、選択されたチェック項目に関するセンサ８０の検出結果と、判断結果（ＯＫ：正常）を示すデータとを情報処理装置７０に送信する。

また、プラントの作業員Ｗは、フィールド機器に異常が発生していると判断した場合はＮＧ選択キー１２ｇを選択する。ＮＧ選択キー１２ｇが選択された場合、端末装置１０の通信部１４は、選択されたチェック項目に関するセンサ８０の検出結果と、判断結果（ＮＧ：異常）を示すデータとを情報処理装置７０に送信する。

一方、情報処理装置７０において、収集部７３は、端末装置１０から送信されたセンサ８０の検出結果と判断結果を収集する。読出／書込部７４は、収集部７３によって収集されたセンサ８０の検出結果と判断結果を、対象機器データ７７ｄまたは関連機器データｅ（フィールド機器の種類および型番等）に関連付けて記憶部７７に書き込む。記憶部７７は、読出／書込部７４によって書き込まれたデータを教師データ７７ｈとして記憶する。

また、プラントの作業員Ｗは、異常かどうかの判断ができない場合、図６に示される解析指示選択キー１２ｈを選択する。解析指示選択キー１２ｈが選択された場合、端末装置１０の通信部１４は、センサ８０の検出結果と解析指示とを情報処理装置７０に送信する。

図７は、センサの検出値の分布と、正常／異常の判断結果の一例を示す図である。図７において、横軸は聴覚センサ値を示し、縦軸は臭覚センサ値を示す。また、黒い丸で示されたデータは、記憶部７７に記憶された過去の点検結果データ（教師データ７７ｈ）である。なお、ここで表示されているデータは、点検対象のフィールド機器と同一機種のフィールド機器の教師データ７７ｈである。図７において、今回のセンサ８０の検出結果１００と、過去に正常と判断されたデータ群１０１と、過去に異常と判断されたデータ群１０２と、正常と異常の間の境界線１０３とが示されている。

情報処理装置７０の解析部７５は、端末装置１０からセンサ８０の検出結果と解析指示とを受信したことに応じて、解析処理を行う。具体的に、解析部７５は、対象機器データ７７ｄまたは関連機器データ７７ｅ（フィールド機器の種類および型番）に基づき、現在点検されているフィールド機器と同一機種のフィールド機器の教師データ７７ｈを読出／書込部７４を用いて記憶部７７から読み出す。そして、解析部７５は、記憶部７７から読み出した教師データ７７ｈに基づき、サポートベクターマシンを用いて正常（ＯＫ）と異常（ＮＧ）の間の境界線１０３を算出する。

解析部７５は、算出した境界線１０３と今回のセンサ８０の検出結果１００とに基づいて、フィールド機器の異常の有無を判別する。図７に示される例の場合、今回のセンサ８０の検出結果１００は境界線１０３の右上に位置するので、解析部７５はフィールド機器に異常が発生していると判断する。

通知部７６は、解析部７５によって判別されたフィールド機器の異常の有無を示すデータを、端末装置１０に通知する。また、通知部７６は、図７に示される解析結果を表示するための画面データを端末装置１０に通知する。

図８は、端末装置の表示部に表示された解析結果表示画面の一例を示す図である。図８に示されるように、表示部１２は、通知部７６により通知された異常の有無を示すデータに基づき、フィールド機器の異常の有無を示すメッセージ１２ｉを表示する。また、表示部１２は、通知部７６により通知された画面データに基づき、画面１２ｊを表示する。

これによって、知識や経験の乏しいプラントの作業員Ｗであっても、フィールド機器に異常が発生しているかどうかを精度よく判別することができる。もし、表示部１２にフィールド機器の異常を示すメッセージが表示された場合、プラントの作業員Ｗは直ちにフィールド機器の交換または修理を業者に依頼する。これによって、プラントの安全性を確保することができる。

図９は、端末装置によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。端末装置１０の収集部１３は、センサ８０から検出結果を収集する（ステップＳ１０）。その後、表示部１２は、図６に示される入力画面を表示する（ステップＳ１１）。プラントの作業員Ｗは、チェック項目選択キー１２ａ〜１２ｅの中の少なくとも１つを選択するとともに、判断結果選択キー１２ｆ〜１２ｈの中の１つを選択する。

プラントの作業員ＷによってＯＫ選択キー１２ｆが選択された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、通信部１４は、チェック項目選択キー１２ａ〜１２ｅを用いて選択されたチェック項目に関するセンサ８０の検出結果と、判断結果（ＯＫ：正常）を示すデータとを情報処理装置７０に送信し（ステップＳ１３）、本フローチャートによる処理を終了する。プラントの作業員ＷによってＯＫ選択キー１２ｆが選択されていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１４の処理に進む。

プラントの作業員ＷによってＮＧ選択キー１２ｇが選択された場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、通信部１４は、チェック項目選択キー１２ａ〜１２ｅを用いて選択されたチェック項目に関するセンサ８０の検出結果と、判断結果（ＮＧ：異常）を示すデータとを情報処理装置７０に送信し（ステップＳ１５）、本フローチャートによる処理を終了する。プラントの作業員ＷによってＮＧ選択キー１２ｇが選択されていない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６の処理に進む。

ステップＳ１６において、プラントの作業員Ｗによって解析指示選択キー１２ｈが選択された場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、通信部１４は、チェック項目選択キー１２ａ〜１２ｅを用いて選択されたチェック項目に関するセンサ８０の検出結果と、解析指示を示すデータとを情報処理装置７０に送信し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８の処理に進む。プラントの作業員Ｗによって解析指示選択キー１２ｈが選択されていない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１２の処理に戻る。

ステップＳ１８において、通信部１４が情報処理装置７０から解析結果を受信した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、表示部１２は図８に示される解析結果表示画面を表示し（ステップＳ１９）、本フローチャートによる処理を終了する。

なお、図９に示されるフローチャートを実行するためのプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体に記憶されてもよい。この記録媒体を用いれば、例えば端末装置１０に上記プログラムをインストールすることができる。

図１０は、情報処理装置によって実行される処理の一例を示すフローチャートである。図９のステップＳ１３およびＳ１５で送信された検出結果と判断結果が情報処理装置７０の収集部７３によって受信された場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、読出／書込部７４は、収集部７３によって受信された検出結果と判断結果を、フィールド機器データ（対象機器データ７７ｄまたは関連機器データ７７ｅ）に関連付けて記憶部７７に書き込む。記憶部７７は、読出／書込部７４によって書き込まれたデータを教師データ７７ｈとして記憶する（ステップＳ２１）。一方、図９のステップＳ１３およびＳ１５で送信された検出結果と判断結果が収集部７３によって受信されていない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ２２の処理に進む。

ステップＳ２２において、図９のステップＳ１７で送信された検出結果と解析指示が収集部７３によって受信された場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３の処理に進む。一方、図９のステップＳ１７で送信された検出結果と解析指示が収集部７３によって受信されていない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２０の処理に戻る。

ステップＳ２２において検出結果と解析指示が受信されると、図７を用いて説明したように、解析部７５は、記憶部７７に記憶された教師データ７７ｈに基づき、サポートベクターマシンを用いて正常（ＯＫ）と異常（ＮＧ）の間の境界線１０３を算出する（ステップＳ２３）。その後、解析部７５は、算出した境界線１０３と今回のセンサ８０の検出結果１００とに基づいて、フィールド機器の異常の有無を判別する（ステップＳ２４）。

通知部７６は、解析部７５によって判別されたフィールド機器の異常の有無を示すデータと、図８の画面１２ｊを表示するための画面データを、解析結果として端末装置１０に通知し（ステップＳ２５）、本フローチャートによる処理を終了する。

なお、図１０に示されるフローチャートを実行するためのプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体に記憶されてもよい。この記録媒体を用いれば、例えば情報処理装置７０に上記プログラムをインストールすることができる。

本実施形態においては、解析部７５は、現在点検されているフィールド機器と同一機種のフィールド機器の教師データ７７ｈに基づいて境界線１０３を算出することとしたが、これに限られない。例えば、解析部７５は、現在点検されているフィールド機器と類似の機種のフィールド機器の教師データ７７ｈに基づいて境界線１０３を算出してもよい。解析部７５は、類似の機種かどうかを対象機器データ７７ｄまたは関連機器データ７７ｅ（フィールド機器の種類および型番）に基づいて判断すればよい。

また、本実施形態において、センサ８０はプラントの作業員Ｗによって持ち運ばれることとしたが、フィールド機器が設置されている現場に設置されていてもよい。なお、センサ８０の全部または一部は、端末装置１０に備え付けられていてもよい。

また、本実施形態において、解析部７５は、記憶部７７に記憶された教師データ７７ｈが所定数未満の場合は、フィールド機器の異常の有無を判別しないようにしてもよい。この所定数は、情報処理装置７０の入力部７１を用いてプラントの運転員によって予め設定されてもよい。これによって、教師データが少ないことに起因する解析部７５による誤判定を抑制することができる。

また、本実施形態は、プラントの作業員Ｗの教育に役立てることもできる。例えば、プラントの作業員Ｗの判断結果と、解析部７５の解析結果とを比較することで、プラントの作業員Ｗの異常の判断スキルを向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態の機器システム１は、プラントの作業員Ｗによって使用される端末装置１０と、端末装置１０とネットワークを介して接続可能な情報処理装置７０とを備える。端末装置１０は、プラントに設置されたフィールド機器の周囲の状態を検出するセンサ８０から検出結果を収集する収集部１３と、収集部１３によって収集された検出結果を情報処理装置７０へ送信する通信部１４とを有する。

また、情報処理装置７０は、センサ８０の過去の検出結果とフィールド機器の異常の有無とが関連付けられた教師データ７７ｈを記憶する記憶部７７と、通信部１４から送信された検出結果と、記憶部７７に記憶された教師データ７７ｈとに基づき、フィールド機器の異常の有無を判別する解析部７５とを有する。

これによって、知識や経験の乏しいプラントの作業員であっても、機器に異常が発生しているかどうかを精度よく判別することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 機器システム、１０ 端末装置、１１ 入力部、１２ 表示部、１２ａ〜１２ｅ チェック項目選択キー、１２ｆ〜１２ｈ 判断結果選択キー、１３ 収集部、１４ 通信部、３０ 機器管理装置、４０ 制御装置、５０ フィールド機器、６０ フィールド機器、７０ 情報処理装置、７１ 入力部、７２ 表示部、７３ 収集部、７４ 読出／書込部、７５ 解析部、７６ 通知部、７７ 記憶部、７７ｈ 教師データ

Claims (11)

1. 作業員によって使用される端末装置と、前記端末装置とネットワークを介して接続可能な情報処理装置とを備える機器システムであって、
   前記端末装置は、
   プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサから検出結果を収集する収集部と、
   前記収集部によって収集された前記検出結果を前記情報処理装置へ送信する通信部と、を有し、
   前記情報処理装置は、
   過去の作業時に得られた、前記センサの検出結果と作業員による前記機器の異常の有無の判断結果とが、前記機器の機器データに関連付けられた教師データを記憶する記憶部と、
   前記通信部から送信された前記検出結果と、前記記憶部に記憶された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する解析部と、を有する、
   機器システム。
2. 前記情報処理装置は、前記解析部によって判別された前記機器の異常の有無を示すデータを前記端末装置に通知する通知部を更に有する、
   請求項１記載の機器システム。
3. 前記端末装置は、前記通知部により通知された前記データに基づき、前記機器の異常の有無を表示する表示部を更に有する、
   請求項２記載の機器システム。
4. 前記センサは、複数のセンサ部を備え、
   前記通信部は、前記機器によって得られたプロセスデータを受信し、
   前記表示部は、前記複数のセンサと前記プロセスデータのうちの少なくとも１つのチェック項目をプラントの作業員に選択させるためのチェック項目選択部を表示するとともに、前記機器の異常の有無の判断結果を前記プラントの作業員に選択させるための判断結果選択部とを表示する、
   請求項３記載の機器システム。
5. 前記通信部は、前記チェック項目選択部を用いて選択されたチェック項目に関する前記センサの検出結果と、前記判断結果選択部を用いて選択された前記判断結果を前記情報処理装置に送信し、
   前記記憶部は、前記通信部によって送信された前記検出結果と前記判断結果とを関連付けて、前記教師データとして記憶する、
   請求項４記載の機器システム。
6. 前記表示部は、前記解析部に対して前記機器の異常の有無の判別を指示するための解析指示選択部を表示し、
   前記通信部は、前記解析指示選択部が選択されたことに応じて、前記センサの検出結果と解析指示とを前記情報処理装置に送信し、
   前記解析部は、前記通信部によって送信された前記解析指示に応じて、前記記憶部に記憶された前記教師データに基づいて前記機器の正常と異常の間の境界線を算出し、算出した前記境界線と前記通信部によって送信された前記検出結果に基づいて前記機器の異常の有無を判別する
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載の機器システム。
7. 前記解析部は、前記記憶部に記憶された前記教師データが所定数未満の場合は、前記機器の異常の有無を判別しない、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の機器システム。
8. プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサの検出結果を収集する収集部と、
   過去の作業時に得られた、前記センサの検出結果と作業員による前記機器の異常の有無の判断結果とが、前記機器の機器データに関連付けられた教師データを記憶する記憶部と、
   前記収集部によって収集された前記検出結果と、前記記憶部に記憶された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する解析部と、
   を有する情報処理装置。
9. プラントに設置された機器の周囲の状態を検出する複数のセンサから検出結果を収集する収集部と、
   前記機器によって得られたプロセスデータを受信する通信部と、
   前記複数のセンサと前記プロセスデータのうちの少なくとも１つのチェック項目をプラントの作業員に選択させるためのチェック項目選択部を表示するとともに、前記機器の異常の有無の判断結果を前記プラントの作業員に選択させるための判断結果選択部とを表示する表示部と、
   を有する端末装置。
10. 前記通信部は、前記チェック項目選択部を用いて選択されたチェック項目に関する前記センサの検出結果と、前記判断結果選択部を用いて選択された前記判断結果を情報処理装置に送信する、
    請求項９記載の端末装置。
11. プラントに設置された機器の周囲の状態を検出するセンサから、検出結果を収集する収集工程と、
    過去の作業時に得られた、前記センサの検出結果と作業員による前記機器の異常の有無の判断結果とが、前記機器の機器データに関連付けられた教師データを記憶部から読み出す読出工程と、
    前記収集工程において収集された前記検出結果と、前記読出工程において読み出された前記教師データとに基づき、前記機器の異常の有無を判別する判別工程と、
    を有する異常判別方法。

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